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稳态剪切流中微胶囊的动态模式:弯曲和剪切弹性的影响

软凝聚态物质 2015-05-18 v1 流体动力学

摘要

基于三个变量:泰勒变形参数αD\alpha_{\rm D}、倾斜角θ\theta和膜旋转相位角ϕ\phi,采用理论方法研究了微胶囊在稳态剪切流中的动力学。发现动态相图随膜剪切弹性与弯曲弹性之比的增加而发生显著变化。流体囊泡(无剪切弹性)表现出三种动态模式:(i) 在内部流体低粘度ηin\eta_{\rm {in}}下的坦克履带运动(αD\alpha_{\rm D}θ\theta松弛至恒定值),(ii) 在高ηin\eta_{\rm {in}}下的翻滚运动(θ\theta旋转),以及(iii) 在中等ηin\eta_{\rm {in}}和高剪切率γ˙\dot\gamma下的摆动运动(θ\theta振荡)。所有三种模式都伴随着膜(ϕ\phi)旋转。对于低剪切弹性的微胶囊,无ϕ\phi旋转的TB相以及SW和TB运动的共存相由ϕ\phi旋转的能垒诱导。ϕ\phi旋转与TB旋转或SW振荡的同步以旋转频率的整数比发生。在高剪切弹性下,能量势中的鞍点消失,中间相消失,并发生ϕ\phiθ\theta旋转。该相行为与最近低弯曲弹性微胶囊的模拟结果一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1003.3152,
  title  = {Dynamic Modes of Microcapsules in Steady Shear Flow: Effects of Bending and Shear Elasticities},
  author = {Hiroshi Noguchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1003.3152},
  year   = {2015}
}

备注

11 pages, 14 figures