在蛋形微胶浊流体中驱动探针的不稳定性与应力波动
软凝聚态物质
2025-12-15 v2
摘要
穿过蛋形微胶浊流体 (WLM) 的粒子在超过阈值速度/力（取决于所使用的控制参数）时会表现出不稳定性和大幅波动。尽管已有许多详细研究，但对探针粒子上时间依赖应力的直接测量仍未实现。为此，我们设计了一种与商业流变仪耦合的测量几何结构，以研究 2 wt.% 山梨醇三甲基苯鼓咪唑 (CTAT) + 100 mM 氯化钠 (NaCl) 体系中圆柱形探针的动力学，该体系在宽广的速度和应力尺度范围内工作。我们利用粒子图像测速法 (PIV) 映射出现场速度分布。在超过速度阈值后，我们观察到大幅应力波动，伴随应力逐渐积累后突然下降，表明弹性能的储存与释放。由应力积累时间尺度和探针速度构成的长度尺度，匹配该应力下降前伸长变形的长度尺度，确认了储存与释放能量与不稳定探针运动之间的强相关性。有趣的是，流变学中的 Weissenberg 数 () 用于观察流动不稳定性的临界值，来自剪切和伸长分量的值几乎相同。我们还发现，高 下探针的湍流运动源于粘性-滑移事件的复杂混合，这些事件来自储存弹性能的部分释放。进一步地，我们表明粘性-滑移事件的大小取决于胶浊结构和动力学，这些结构由盐浓度和温度控制。
引用
@article{arxiv.2504.13080,
title = {Instability and stress fluctuations of a probe driven through a worm-like micellar fluid},
author = {Abhishek Ghadai and Pradip Kumar Bera and Sayantan Majumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13080},
year = {2025}
}
备注
SI embedded