9月9日消息,arXiv预印本库9月3日收到一项粘弹性流体力学基础研究(编号arXiv:2609.04538),作者为宾夕法尼亚大学等的Louison Thorens、Gabriel Juarez、Jeffrey S. Guasto、Paulo E. Arratia。

粘弹性流体的复杂流动行为源于流体应力与聚合物链远离平衡态的构象动力学之间的反馈。尽管本构模型可以预测简单几何中的流场与应力场,但对具有混合运动学(拉伸与剪切并存)与非平凡聚合物动力学的流动,其调控机理的基本理解仍然缺乏——而量化流动中聚合物链的历史依赖构象是解析这类系统的关键。

为填补这一知识缺口,研究团队采用直接拉格朗日追踪方法(direct Lagrangian tracking),结合数值模拟,在混合运动学流场中逐链跟踪聚合物构象的时间演化,量化其剪切/拉伸历史如何写入链构象并反馈到宏观应力。

粘弹性流广泛存在于聚合物加工(挤出、纺丝、注塑)、强化采油与微流控芯片操作等工业场景,链构象的历史依赖性直接决定挤出胀大、弹性湍流、无管虹吸等经典异常现象。拉格朗日视角的构象量化工具,有望把「经验性流变设计」升级为「基于链动力学的定量设计」,也为机器学习驱动的流场-构象代理模型提供了高保真数据基础。 (来源:arXiv)