Static dilatancy in foam or emulsion: geometry?

Lorsqu'on déforme la mousse 2D, la longueur des pseudo bords de Plateau augmente. Ils rétrécissent donc et ont alors tendance à aspirer du liquide depuis d'autres régions de la mousse.

Prediction of positive and negative elastic dilatancy in 2D and 3D liquid foams
Pierre Rognon, François Molino, Cyprien Gay. (contacts)
EPL 90(3), 38001 (2010) - BibTeX - Journal link - hal-preprint (PS or PDF)

Illustration. Lorsqu'on déforme la mousse 2D, la longueur des pseudo bords de Plateau augmente. Ils rétrécissent donc et ont alors tendance à aspirer du liquide depuis d'autres régions de la mousse. Le comportement est similaire dans une mousse 3D puisque la déformation induit une augmentation de la longueur cumulée des bords de Plateau.

Abstract / Résumé

Liquid foams have been observed to behave like immersed granular materials in at least one respect: deformation tends to raise their liquid contents, a phenomenon called dilatancy. While experimental observations evidenced the effect of a continuous deformation rate (dynamic dilatancy), we present a geometrical interpretation of both main contributions to elastic dilatancy (during elastic deformation) in foams squeezed between two solid plates (2D GG foams), which contain pseudo Plateau borders along the plates, and in 3D foams. The positive contribution is related to the increase in total Plateau border length while the negative contribution reflects the increase in total surface area of the foam. In 2D, we show that the negative dilatancy predicted by Weaire and Hutzler (Philos. Mag., 83 (2003) 2747) at very low liquid fractions is specific to ideal 2D foams (with no glass plates). In 3D, we predict that dilatancy should be positive at low liquid fractions (below 1%) and negative at moderate liquid fractions (above 4%).

Il a été constaté que les mousses liquides se comportent comme un matériau granulaire immergé au moins d'un certain point de vue : la déformation a tendance à faire augmenter la fraction liquide, un phénomène appelé dilatance. Alors que les observations expérimentales ont démontré l'effet d'un taux de déformation continu (dilatance dynamique), nous présentons une interprétation géométrique des deux principales contributions à la dilatance élastique (pendant la déformation élastique) dans les mousses écrasées entre deux plaques solides (mousses 2D GG), qui contiennent des pseudo bords de Plateau le long des plaques, ainsi que dans les mousses 3D. La contribution positive est liée à l'augmentation de la longueur totale des bords de Plateau tandis que la contribution négative reflète l'augmentation de la surface totale de la mousse. À 2D, nous montrons que la dilatance négative prédite par Weaire et Hutzler (Phil. Mag. 83 (2003) 2747) aux très basses fractions liquides est spécifiques aux mousses 2D idéales (sans plaques solides). À 3D, nous prédisons que la dilatance devrait être positive aux basses fractions liquides (en-dessous de 1%) et négative pour des fractions liquides modérées (au-dessus de 4%).

Voir aussi / See also

Shear banding in visco-elasto-plastic tensorial model (Eur. Phys. J. E 2012) (HAL(fr) - HAL(en))
Plateau border transition in 2D foams (Eur. Phys. J. E 2011) (HAL)
Note and calculations on dilatancy in 2D foams (note 2010) (HAL)
Positive and negative elastic dilatancy in liquid foams (EPL 2010) (HAL), see also Eufoam 2008
Elasto-visco-plastic continuum model (Eur. Phys. J. E 2008 - 27 pages) (HAL)

Contexte : pour en savoir plus sur la rhéologie d'une mousse / More about foam rheology

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publications/2009dilatancy.txt · Dernière modification: 2018/02/01 10:26 par cgay
 
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