Command disabled: backlink
 

Non-linear oscillatory rheology and shear-banding of a continuum foam model

Propriétés rhéologiques oscillatoires non linéaires d'un modèle continu générique de mousse : comparaison avec les expériences et prédictions de bandes de cisaillement
Non-linear oscillatory rheological properties of a generic continuum foam model: comparison with experiments and shear-banding predictions
Sylvain Bénito, François Molino, Charles-Henri Bruneau, Thierry Colin, Cyprien Gay (contacts)
Eur. Phys. J. E 35 51 (2012) - BibTeX
DOI: 10.1140/epje/i2012-12051-8 HAL(en) (PS or PDF) - HAL(fr) version 1 uniquement

Abstract / Résumé

Habituellement, la possibilité d'apparition de bandes de cisaillement dans un fluide complexe résulte d'une évolution structurale du matériau sous écoulement qui se traduit, d'un point de vue théorique, par l'existence d'une courbe d'écoulement stationnaire non monotone. Dans cet article, nous présentons un scenario pour les bandes de cisaillement dans une classe particulière de fluides complexes, à savoir les mousses et les émulsions concentrées, qui diffèrent d'autres scénarios sur deux points importants. D'une part, nous montrons que l'apparition des bandes est possible sans aucune évolution physique intrinsèque du matériau (par exemple via un paramètre couplé à l'écoulement tel que la concentration ou les enchevêtrements) et sans taux de cisaillement critique fini en-dessous duquel l'écoulement ne demeure pas stationnaire et homogène. D'autre part, l'apparition des bandes dépend des conditions initiales, autrement dit, de la préparation du matériau. En d'autres termes, elle dépend de l'histoire du matériau. Ce comportement se fonde sur le caractère tensoriel du modèle sous-jacent (2D ou 3D) et est déclenché par une distribution de déformation initialement hétérogène dans le matériau. Le taux de cisaillement présente une discontinuité à la frontière de la bande, dont l'amplitude dépend de l'histoire et donc de la préparation de l'échantillon.

The occurence of shear bands in a complex fluid is generally understood as resulting from a structural evolution of the material under shear, which leads (from a theoretical perspective) to a non-monotonic stationnary flow curve related to the coexistence of different states of the material under shear. In this paper we present a scenario for shear-banding in a particular class of complex fluids, namely foams and concentrated emulsions, which differs from other scenarii in two important ways. First, the appearance of shear bands is shown to be possible both without any intrinsic physical evolution of the material (e.g. via a parameter coupled to the flow such as concentration or entanglements) and without any finite critical shear rate below which the flow does not remain stationary and homogeneous. Secondly, the appearance of shear bands depends on the initial conditions, i.e., the preparation of the material. In other words, it is history dependent. This behaviour relies on the tensorial character of the underlying model (2D or 3D) and is triggered by an initially inhomogeneous strain distribution in the material. The shear rate displays a discontinuity at the band boundary, whose amplitude is history dependent and thus depends on the sample preparation.

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

Vidéos : sable/sand

Un stage ou une thèse sur ce sujet ?

 
publications/2010shearbands.txt · Dernière modification: 2018/02/01 10:21 par cgay
 
Recent changes RSS feed Creative Commons License Donate Powered by PHP Valid XHTML 1.0 Valid CSS Driven by DokuWiki