触变性屈服应力流体中壁面滑移与剪切带化的相互作用

我们研究了一种呈现显著非单调流动曲线的触变性屈服应力流体的局部动力学。这种力学不稳定行为通常无法从标准流变测试观察到，导致出现应力平台，其源于在临界剪切率 $\dot \gamma_c$ 以下流动带与未屈服区域共存。结合超声测速与标准流变术，我们在模型石蜡凝胶流动曲线的下降支中发现了一种新颖的剪切带化情形，其中流动带的流速分布由施加的剪切率 $\gd$ 而非 $\dot \gamma_c$ 决定。因此，材料在壁面发生滑移，其滑移速度对施加剪切率表现出非平凡的依赖关系。为刻画我们的观测，我们提出了所谓杠杆规则的微分形式，描述流动带的扩展及壁面滑移随剪切率的演化。该唯象模型在极低剪切率下依然成立，此时流动带尺度与构成凝胶微观结构的蜡颗粒尺寸相当，导致协同效应。我们的方法提供了一个框架，其中经典剪切带化情形中的约束可被放宽，壁面滑移充当了额外的自由度。