瞬态凝胶中的指进至断裂转变
软凝聚态物质
2013-07-26 v1
摘要
断裂过程在软材料中无处不在，即使在受应力作用的复杂流体中也是如此。为了在简单几何结构中研究这些过程，我们使用一种模型自组装瞬态凝胶，并研究在径向 Hele-Shaw 池中，当低粘度油推动粘度更高的瞬态凝胶时所获得的不稳定性图案。通过对图案形态的分析，我们发现随着油注入速率的增加，标准的 Saffman-Taylor 指进不稳定性与断裂不稳定性之间存在不连续转变。我们的数据表明，指进尖端前方凝胶的流动特性控制着向断裂的转变。通过分析指进和裂纹附近凝胶的位移场，我们表明在指进机制下，油轻柔地推动凝胶，而在断裂机制下，裂纹将凝胶撕裂，导致裂纹尖端前方的凝胶速度相较于尖端速度大幅下降。我们发现裂纹周围凝胶整体位移场具有独特的行为，这与指进周围的行为截然不同，揭示了凝胶在短时间尺度下的类固体行为。我们的实验和分析提供了定量且简单的工具，用于明确区分粘弹性材料中的指进与裂纹。
引用
@article{arxiv.1306.5101,
title = {Fingering to fracturing transition in a transient gel},
author = {Guillaume Foyart and Laurence Ramos and Serge Mora and Christian Ligoure},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.5101},
year = {2013}
}
备注
to appear in Soft Matter