剪切流下粘性囊泡的动力学状态与流体动力升力
软凝聚态物质
2016-08-17 v1
摘要
利用介观模拟技术研究了具有不同内部和外部流体粘度（分别为η_in和η_out）的二维粘性囊泡在剪切流中的动力学。除了众所周知的坦克履带运动和翻滚运动外，在模拟中对于大剪切率还观察到一种振荡摆动运动。这种摆动运动的存在需要在二维中激发高阶波动模式（超出椭圆变形）。将Keller-Skalak理论扩展到可变形二维囊泡，从而可以预测约化剪切率和粘度对比η_in/η_out的动力学相图。当理论中纳入热涨落时，模拟结果与理论预测吻合良好。此外，还通过模拟确定了不同粘度对比下靠近壁面的剪切流中作用于囊泡的流体动力升力。作为比较，在无热涨落的情况下，使用边界积分法对内部和外部粘度相等的情况进行了升力的数值计算。两种方法均表明，在中间距离0.8 R_p ≲ y_cm ≲ 3 R_p（其中R_p为囊泡半径）范围内，升力对囊泡质心到壁面距离y_cm的依赖性可以很好地用有效幂律y_cm⁻²描述。边界积分计算表明，在远离壁面处，升力渐近衰减为1/[y_cm ln(y_cm)]。
引用
@article{arxiv.0906.4170,
title = {Dynamical regimes and hydrodynamic lift of viscous vesicles under shear},
author = {Sebastian Meßlinger and Benjamin Schmidt and Hiroshi Noguchi and Gerhard Gompper},
journal= {arXiv preprint arXiv:0906.4170},
year = {2016}
}
备注
13 pages, 13 figures