非布朗悬浮液中的Saffman-Taylor不稳定性：指状选择与失稳

我们通过注入空气研究了非布朗悬浮液中的Saffman-Taylor不稳定性。我们发现Hele-Shaw盒中的流动结构可以用依赖于体积分数的有效黏度来描述。当使用该黏度定义不稳定性的控制参数时，恢复了牛顿流体的经典指状选择。然而，当盒厚度减小到低于约10个颗粒尺寸时，该图像便失效。颗粒的离散性质在观察到的指状早期失稳中也起着决定性作用。颗粒在界面处产生与颗粒尺寸成正比的扰动，因此可被视为“受控噪声”。Bensimon等人早先提出的有限振幅不稳定性机制允许将此扰动与失稳阈值的实际值联系起来。