污泥剪切流中的壁面滑移与体相流异质性

我们研究了一种模拟核工业浆液的污泥剪切流，该污泥由非布朗粒子分散于吸引力胶体分散体系中构成，总固体体积分数约为10%。结合流变测量与超声流成像，我们表明：随着剪切速率降低，流体从体相中的均匀剪切剖面过渡到完全停滞的塞流状态并伴随完全壁面滑移，经过一个振荡流态，其中滑移速度的强波动沿涡度方向传播。当施加的剪切应力接近屈服应力时，剪切速率出现大的准周期峰值，这些峰值与沿涡度方向传播的局部粘滑事件相关。这种复杂动力学让人联想到在更稠密的悬浮液中报道的类似现象，凸显了局部流表征对于充分理解污泥流变学的重要性。