外部剪切驱动下的二维活性凝胶流态
摘要：在这篇论文中，我们使用了一个简化的流体动力学模型，理论上和计算上研究了在二维直线和环形通道中受外界剪切作用的活性凝胶。在外界或活性驱动的剪切作用下，这些凝胶在各向同性时具有伊涅曼序。通过有限元方法，我们确定了一定活性和剪切速率下可能的流动状态。对于直线通道中未被限制的凝胶进行线性稳定性分析后发现，外加的剪切流可以稳定一个在缺乏剪切流时无法自发流动的前伸流体，并且可以使一个在缺乏剪切流时稳定的收缩流体不稳定。这些结果与我们对受限活性凝胶数值模拟中基本剪切流态和非线性流态之间的稳定性边界大致一致。对于前伸流体，我们发现在我们研究的参数范围内存在三种非线性流态：单向流动、振荡流动和跳舞流动。为了突出非线性流态中由活性驱动的自发成分，我们用平均体积流率和壁应力来表征这些状态。对于收缩流体，我们只在我们研究的参数范围内发现了线性剪切流和非线性单向流动。在活性取值较大的情况下，单向收缩流会形成一个边界层。我们对环形通道的分析表明，基本流态中流线的曲率如何影响不同流动状态之间的转变。
作者：Wan Luo, Aparna Baskaran, Robert A. Pelcovits, Thomas R. Powers
论文ID：2307.12910
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-07-25