Self-similarity in particle accumulation on the advancing meniscus
Self-similarity in particle accumulation on the advancing meniscus
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前进弯月面上粒子积累的自相似性
DOI：
10.1017/jfm.2021.647
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发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
Lee, Sungyon
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen, Yun;Luo, Rui;Wang, Li;Lee, Sungyon
当粘性油和非胶体颗粒的混合物取代两个平行板之间的空气时，剪切引起的颗粒迁移导致颗粒逐渐积聚在前进的油气界面上。这种颗粒的积累导致了原本稳定的流体-流体界面的指向性。虽然以前的工作集中在由此产生的不稳定性上，但实验中一个未被探索但引人注目的特征是积累粒子浓度剖面的自相似性。在本文中，我们根据Ramachandran （J. Fluid Mech.）的理论框架，推导了基于悬浮平衡模型的深度平均粒子输运方程，从而使这种自相似行为合理化。， vol. 734, 2013, pp. 219-252)。粒子输运方程的解是自相似的，有轻微的偏差，与实验结果非常吻合。研究结果表明，剪切迁移、流体-流体界面推进和Taylor弥散共同作用，形成了自相似且逐渐积聚的颗粒。
When a mixture of viscous oil and non-colloidal particles displaces air between two parallel plates, the shear-induced migration of particles leads to the gradual accumulation of particles on the advancing oil–air interface. This particle accumulation results in the fingering of an otherwise stable fluid–fluid interface. While previous works have focused on the resultant instability, one unexplored yet striking feature of the experiments is the self-similarity in the concentration profile of the accumulating particles. In this paper, we rationalise this self-similar behaviour by deriving a depth-averaged particle transport equation based on the suspension balance model, following the theoretical framework of Ramachandran (J. Fluid Mech., vol. 734, 2013, pp. 219–252). The solutions to the particle transport equation are shown to be self-similar with slight deviations, and in excellent agreement with experimental observations. Our results demonstrate that the combination of the shear-induced migration, the advancing fluid–fluid interface and Taylor dispersion yield the self-similar and gradual accumulation of particles.
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DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
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通讯作者：
A. Bertozzi
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DOI：
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发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
作者：
N. Murisic;J. Ho;V. Hu;P. Latterman;T. Koch;K. Lin;M. Mata;A. Bertozzi
通讯作者：
A. Bertozzi
影响因子：
3.7
作者：
B. Lecampion;D. Garagash
通讯作者：
B. Lecampion;D. Garagash
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作者：
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通讯作者：
Abanades, JC
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发表时间：
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--
作者：
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通讯作者：
S. G. Mason