稠密悬浮液流中的长度尺度与自组织
统计力学
2015-06-16 v2 软凝聚态物质
摘要
硬颗粒的稠密非布朗悬浮液流表现出令人困惑的特性：当接近堵塞阈值时，粘度发散，同时一个可从速度相关性中识别的长度尺度也发散。为揭示控制耗散的微观机制及其与观测到的长程相关性的联系，我们在悬浮液流与软网络被拉伸时发生的刚性转变之间建立了一种类比——该转变被认为与某些凝胶的应力硬化有关。在推导了刚性转变附近的临界性质后，我们通过数值模拟表明悬浮液流接近该转变点。我们发现这种邻近性导致了粘度与速度相关长度\xi 之间的解耦，\xi 的标度类似于长度 l_c，后者表征了流场中速度对局部扰动的响应，此前预测其遵循 l_c\sim 1/\sqrt{z_c-z}\sim p^{0.18}，其中 p 为无量纲颗粒压力，z 为颗粒构成的接触网络的配位数，z_c 为空间维度的两倍。我们通过数值模拟证实了这些预测，预言存在一个更大的长度尺度 l_r\sim 1/\sqrt{p}，其对速度相关性影响微弱，并预言存在一个趋于零的应变\delta \gamma\sim 1/p，该应变表征了流场中的去相关性。
引用
@article{arxiv.1308.3886,
title = {Length scales and self-organization in dense suspension flows},
author = {Gustavo Düring and Edan Lerner and Matthieu Wyart},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.3886},
year = {2015}
}