流体相互作用力对剪切流动下胶体重构的影响

工程热物理学报 , 2015, 36(10): 2173-2177.

流体相互作用力对剪切流动下胶体重构的影响

费飞 ^1, , 熊琰 ^2, , 栗晶 ^3, , 柳朝晖 ^4, , 郑楚光 ^5,

1.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074

2.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074

3.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074

4.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074

5.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074

基金项目: 博士后科学基金(No.2014M562019) 国家自然科学基金资助项目(No.51276076,No.51306065,No.51390494)

关键词：胶体重构 , 流体相互作用 , 斯托克斯动力学

Effect of Hydrodynamic Interaction on Colloidal Restructuring in Shear Flow

Keywords： colloidal restructuring , hydrodynamic interactions , stokesian dynamics

本文利用布朗动力学和斯托克斯动力学方法对胶体在剪切流动下的重构和断裂过程进行了数值模拟,计算并分析了颗粒间作用势以及流体相互作用力对胶体断裂的临界剪切率的影响.模拟中胶体颗粒间作用势采用了L-J势和Yukawa排斥势的组合模型.模拟结果显示,作用势最大值与最小值的差决定了胶体断裂的临界剪切率,但由于胶体的几何构型(也是作用势的函数)的影响,两者的依存关系是非线性的.布朗动力学方法虽然不包含颗粒间的流体相互作用力,但是与斯托克斯动力学方法的结果比较发现,当颗粒间作用势较强,胶体满足刚性假设时,布朗动力学方法依然能够定性地给出胶体在剪切流动下的断裂规律.

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