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Herschel-Bulkley流体的屈服动力学:一种类临界流化行为

软凝聚态物质 2013-07-24 v2 材料科学 统计力学

摘要

我们利用流变学与测速技术相结合的方法,在具有不同间隙宽度和边界条件的库埃特池中,对卡波普微凝胶在长时间启动实验中的剪切诱导流化过程进行了研究。正如[Divoux等人, Phys. Rev. Lett., 2010, 104, 208301]中所述,我们展示了这种简单屈服应力流体的流化过程涉及一个瞬态剪切带阶段,其持续时间τf\tau_f随施加剪切速率\gp\gp的幂律关系而减小。在此,我们通过全面研究剪切几何(间隙宽度ee和边界条件)的影响,更进一步。虽然壁面滑移条件对流化时间τf\tau_f的影响似乎可以忽略,但根据\gp\gpee的不同,观察到了不同的流化过程:在低剪切速率或小间隙宽度下,剪切带几乎保持静止数小时,随后强烈的波动导致均匀流动;而在较大的\gp\gpee值下,瞬态剪切带以更平滑的方式侵入整个间隙。尽管如此,幂律行为显得非常稳健,并暗示了类临界动力学。为了进一步讨论这些结果,我们提出了(i)一个定性场景来解释完全流化之前的诱导期,以及(ii)与临界现象的类比,如果假设屈服点是潜在非平衡相变的临界点,则该类比自然导出了观察到的幂律。

关键词

引用

@article{arxiv.1110.1786,
  title  = {Yielding dynamics of a Herschel-Bulkley fluid: a critical-like fluidization behaviour},
  author = {Thibaut Divoux and David Tamarii and Catherine Barentin and Stephen Teitel and Sébastien Manneville},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1110.1786},
  year   = {2013}
}

备注

16 pages, 14+2 figures, published in Soft Matter