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J-GLOBAL ID：201502260201179603   整理番号：15A0397315

剪断下のコロイド分散系における単一粒子運動

Single particle motion in a sheared colloidal dispersion

著者 (2件)： KHAIR Aditya S. (Dep. of Chemical Engineering, Carnegie Mellon Univ., Pittsburgh, Pennsylvania 15213) ,  BECHTEL Toni M. (Dep. of Chemical Engineering, Carnegie Mellon Univ., Pittsburgh, Pennsylvania 15213)
資料名： Journal of Rheology  (Journal of Rheology)
巻： 59  号： 2  ページ： 429-471  発行年： 2015年03月 
JST資料番号： D0428A  ISSN： 0148-6055  CODEN： JORHD2  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 球形中性浮力”浴”粒子のコロイド分散系の剪断流に浸漬した外力に対応する球形Brown運動”プローブ”粒子の運動を数量化した。プローブの周囲の浴粒子の(負荷力と環境剪断による)定常状態非平衡微細構造を浴粒子の体積率φの一次で計算した。移動するプローブによる平衡微細構造のゆがみをPeclet数Pe_f(無次元引張力)で表した。適合した漸進展開を小Peclet数,特にPe_s^3/2<<Pe_f<<Pe_s^1/2<<1で区切られる範囲での微細構造の数量化に適用した。続いて非平衡微細構造を用いて外力の剪断流に対する任意の配向に対してO(φPe_s^3/2Us)によりプローブの平均直線速度を計算した。Usは純Newton流体中のプローブのStokes速度。O(φPe_s^3/2Us)については無トルクプローブが環境剪断と共に単純に回転し,プローブの角速度の変化は大きくてもO(φPe_sPe_fUs)であることを示した。特に剪断の流れ軸に沿って力を受けるプローブは最重要事項として外力と同じ方向に動く環境剪断の流線に粒子を推し進めるように作用するO(φPe_sUs)の交差流ドリフト速度を経験することを示した。これらの結果と小さいがゼロではないReynolds数でのNewton流体中の粒子の交差流線ドリフトとの間の数学的関係を導いた。交差流線ドリフト速度の大きさはプローブと浴粒子との間の流体力学的相互作用の度合いに鋭敏で排除環モデルにより調整できる。剪断の渦度軸に沿って力を受けるプローブが最重要項としてO(φPe_s^3/2Us)の線形速度の剪断駆動増強を経験することも示した。この非解析的依存性はプローブから遠く離れた剪断優勢(外部)領域における微細構造変形による。これらの発見を粘弾性液体の直交剪断流における粒子沈降についての最近の研究と関係づけて検討した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *コロイド ,  分散系 ,  *粒子 ,  *剪断流 ,  *Brown運動 ,  *微細構造 ,  体積率 ,  Peclet数 ,  *引張力 ,  剪断速度 ,  Newton流体 ,  速度 ,  回転 ,  角速度 ,  流線 ,  直交流 ,  Reynolds数 ,  ドリフト速度 ,  流体力学的相互作用 ,  静電相互作用 ,  渦度 ,  沈降
準シソーラス用語： Stokes速度 ,  粒子間相互作用

分類 (2件)： コロイド化学一般  (CB11010C) ,  コロイドのレオロジー  (BL01012I)

タイトルに関連する用語 (3件)： 剪断 ,  コロイド分散 ,  粒子運動