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热粒子悬浮液的有效粘度

软凝聚态物质 2024-08-27 v2 流体动力学

摘要

具有温度分布的活性粒子——"热粒子"——对周围流体产生独特影响。它们产生的温度梯度使流体的粘度空间依赖,从而违反问题的线性性,使速度和压力场的完整描述具有挑战性。利用能量耗散分析和洛伦兹互易定理,我们证明仍可研究此类热悬浮液的全局性质。即,我们计算稀薄热悬浮液的有效粘度,增加了一个包含体相流体和粒子本身贡献的修正。作为该方法的例子,我们推导了具有不同热分布的球形粒子悬浮液的有效粘度。我们证明当粒子为非布朗粒子且全部沿同一方向取向时,粘度不再是各向同性的,且依赖于剪切方向相对于粒子取向的方向。如果粒子的取向因外场而固定,应力张量不再对称,粘度具有奇数分量。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.02579,
  title  = {Effective Viscosity of a Suspension of Hot Particles},
  author = {Osher Arbib and Naomi Oppenheimer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.02579},
  year   = {2024}
}