Orientation dependent elastic stress concentration at tips of slender objects translating in viscoelastic fluids
Orientation dependent elastic stress concentration at tips of slender objects translating in viscoelastic fluids
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在粘弹性流体中平移的细长物体尖端处与方向相关的弹性应力集中
DOI：
10.1103/physrevfluids.4.031301
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发表时间：
2019
影响因子：
2.7
通讯作者：
Guy, Robert D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Chuanbin;Thomases, Becca;Guy, Robert D.
在数值模拟中已经观察到在粘弹性流体中运动的细长物体的尖端处的弹性应力集中，但是尽管在许多生物功能中复杂流体中鞭毛运动的流行，但是尖端附近的应力积累的物理特性还没有被分析。在这里，我们从理论上探讨弹性应力发展的尖端细长物体通过计算的领先阶粘弹性修正的平衡粘性流周围的长圆柱体，使用弱耦合限制。在这个限制，在流体中的非线性被保留，使我们能够研究生物学相关的参数政权的高韦森伯格数。我们计算拉伸率从粘性流圆柱体周围的预测时，大的弹性应力发展的提示，找到阈值大应力发展取决于方向，并计算更大的应力积累的圆柱体的尖端附近的取向平行于垂直的运动。
Elastic stress concentration at the tips of long slender objects moving in viscoelastic fluids has been observed in numerical simulations, but despite the prevalence of flagellated motion in complex fluids in many biological functions, the physics of stress accumulation near the tips has not been analyzed. Here, we theoretically investigate elastic stress development at the tips of slender objects by computing the leading-order viscoelastic correction to the equilibrium viscous flow around long cylinders, using the weak-coupling limit. In this limit, nonlinearities in the fluid are retained, allowing us to study the biologically relevant parameter regime of high Weissenberg number. We calculate a stretch rate from the viscous flow around cylinders to predict when large elastic stress develops at the tips, find thresholds for large stress development depending on orientation, and calculate greater stress accumulation near the tips of cylinders oriented parallel to the motion over perpendicular.
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DOI：
--
发表时间：
1955-12
期刊：
The Journal of Experimental Biology
影响因子：
--
作者：
J. Gray;G. Hancock
通讯作者：
J. Gray;G. Hancock
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作者：
R. Scirocco;J. Vermant;J. Mewis
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M. Renardy