阻塞以下软粒子稠密悬浮液的微观基元本构模型

我们从粒子级动力学推导出一个本构模型，描述二维稠密软悬浮液在阻塞转变以下、粒子间流体动力学相互作用被屏蔽的区制中的流变行为。基于粒子动力学的统计描述，我们通过一组物理上合理的近似，获得了应力张量偏张量部分涉及应变率与涡量张量的非线性张量演化方程。该张量演化方程包含奇异项，这些项通常在唯象本构模型中未被考虑，后者多假设应力张量的正则展开。方程中出现的所有系数都以模型微观参数的已知表达式给出。这一微观基元本构模型的预测具有若干实验或模拟中测得的软悬浮液流变所特有的定性特征。该模型展现出聚合黏弹性材料的典型行为，例如正应力差正比于剪切率 $\dot\gamma$ 的平方，以及硬粒子悬浮液的典型行为，例如粒子压强正比于 $\dot\gamma$ 且零剪切黏度在阻塞转变处发散。该模型还预测了在其他黏弹性模型中小剪切率下更急剧的剪切变稀，与实验观测定性一致。此外，剪切变稀在接近阻塞转变处遵循临界标度。