蜿蜒通道中蛆状胶稀溶液的弹性不稳定性
流体动力学
2025-04-07 v1 材料科学
软凝聚态物质
混沌动力学
应用物理
摘要
蛆状胶稀溶液广泛存在于能源、环境和工业应用中，常需通过曲折通道实现流动。液体稀疏性与通道几何之间的相互作用如何影响流动行为？本文通过实验可视化和量化测量了在毫流控蜿蜒通道中流动的半稀蛆状胶稀溶液。处于低流速时，基流为稳定层流，具有显著的非对称性和壁面滑移。当流速超过临界阈值后，流动表现出弹性不稳定性，产生由两大特征构成的空间异构、非稳定三维(3D)流动：(i) 在通道弯曲处形成并持久存在停滞但强烈波动和多稳态的“死区”，以及(ii) 整个流体bulk中间歇性的3D“扭曲”。通过考虑最小化局部流线曲率以减少流动产生的弹性应力，可阐释这些死区和扭曲事件的几何结构。总体而言，我们的结果为理解蛆状胶稀溶液在复杂环境中的流动行为提供了新的视角，具有预测和控制蛆状胶稀溶液流动的广泛意义。
引用
@article{arxiv.2504.02951,
title = {Elastic instability of wormlike micelle solution flow in serpentine channels},
author = {Emily Y. Chen and Sujit S. Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.02951},
year = {2025}
}