颗粒液体和含液固体的长程流体动力学响应

在粘性颗粒液体中，例如悬浮液和聚合物溶液，由局部扰动引起的大距离稳态流动通常用流体动力学屏蔽来描述——超过相关长度 $\xi$ 后，响应从纯溶剂（其特征粘度为 $\eta_0$）的响应下降到粘度为 $\eta$ 的宏观液体的响应。对于 $\eta>>\eta_0$ 的情况，我们基于一般的守恒论证表明，这种屏蔽图像虽然渐近正确，但需要以一种本质性的方式进行修正。微观与宏观行为之间的交叉发生在一个宽广的距离范围内，即 $\xi<<r<<\xi\sqrt{\eta/\eta_0}$。在含液固体中，例如胶体玻璃、凝胶和充满液体的多孔介质，其中 $\eta\to\infty$，这种中间行为主导了整个大距离响应。由质量位移效应而非动量扩散产生的中间流场具有几个独特的特征：(i) 它具有偶极形状，空间衰减为 $1/r^3$，横向分量为负，角平均为零。(ii) 其振幅仅通过 $\eta_0$ 和 $\xi$ 依赖于液体性质；因此，在 $\xi$ 由几何结构固定的情况下（例如，紧密限制在固体基质中的颗粒液体），大距离响应与颗粒浓度无关。(iii) 中间场以非扩散方式建立，具有与距离无关的弛豫速率，使其在达到稳态之前在大距离处占主导地位。我们在三个模型系统中展示了这些一般性质。