A nematic liquid crystal with an immersed body: equilibrium, stress and paradox
A nematic liquid crystal with an immersed body: equilibrium, stress and paradox
复制标题
具有浸入体的向列液晶：平衡、应力和悖论
DOI：
10.1017/jfm.2023.488
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Spagnolie, Saverio E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chandler, Thomas G.J.;Spagnolie, Saverio E.
我们研究了二维浸没体液晶的平衡构型。一个复杂的变量制定提供了一种手段，在强锚定的情况下找到解析解。局部牵引力，力和力矩的机构进行了讨论，在一般设置。对于弱（有限）锚固强度，提出了一种有效的边界技术，用于确定渐近解。文中还讨论了拓扑缺陷在物体表面的能量最小化位置。提供了一些例子，包括圆形和三角形的机构，和Janus粒子与混合锚定条件。在流体动力学的经典结果的类比，包括达朗贝尔的悖论，斯托克斯的悖论和库塔条件的循环选择。
We examine the equilibrium configurations of a nematic liquid crystal with an immersed body in two dimensions. A complex variables formulation provides a means for finding analytical solutions in the case of strong anchoring. Local tractions, forces and torques on the body are discussed in a general setting. For weak (finite) anchoring strengths, an effective boundary technique is proposed which is used to determine asymptotic solutions. The energy-minimizing locations of topological defects on the body surface are also discussed. A number of examples are provided, including circular and triangular bodies, and a Janus particle with hybrid anchoring conditions. Analogies to classical results in fluid dynamics are identified, including d'Alembert's paradox, Stokes’ paradox and the Kutta condition for circulation selection.
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