启动流过程中的瞬态剪切带：来自非线性模拟的见解
软凝聚态物质
2023-02-14 v1
摘要
我们使用非线性模拟研究了Johnson-Segalman模型与非拉伸Rolie-Poly模型的剪切启动动力学。我们考虑了从零剪切速率启动到本构曲线单调与非单调区域中剪切速率的情形。对于在启动过程中呈现剪切应力过冲的Johnson-Segalman模型，我们的非线性模拟表明，无论启动剪切速率处于本构曲线的单调还是非单调区域，瞬态剪切带均不存在。在后一种情形中，尽管在通向带态的路径上明显存在不均匀性，但剪切带的程度相较最终带态并未显著增大。仅当溶剂与溶液黏度比小于O(10^(-3))时，非拉伸Rolie-Poly模型才预测出速度剖面中的显著不均匀性，但其出现似乎与启动过程中的应力过冲无任何关联。这些不均匀性对扰动的初始幅值与雷诺数大小也极为敏感。我们的非线性模拟显示，当溶剂黏度参数远小于1时，非拉伸Rolie-Poly模型的剪切启动瞬态演化对雷诺数相当敏感。然而，Johnson-Segalman模型的结果对大于O(10^(-3))的溶剂与溶液黏度比非常稳健，且在剪切启动过程中未显现任何瞬态剪切带。
引用
@article{arxiv.2302.06129,
title = {Transient shear banding during startup flow: Insights from nonlinear simulations},
author = {Shweta Sharma and Yogesh M. Joshi and V. Shankar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.06129},
year = {2023}
}
备注
47 pages, 25 figures