时间周期激光驱动腔中颗粒悬浮液的剪切迁移和混沌混合

这项工作模拟了二维时间周期流中非胶体颗粒悬浮液的分离。将两种不同的混合协议应用于每个悬浮液，这两种混合协议在空腔中交替移动边界，以生成混沌平流，同时保持恒定的能量输入速率。扩散通量模型用于捕捉剪切诱导迁移的本质。在该系统中，流体变形驱动混合和分离，其中局部流变性是颗粒体积分数的函数。研究了迁移强度（通过改变颗粒大小和体积分数改变）和拓扑结构（通过改变周期长度破坏流动对称性改变）的影响。由于流动拓扑和剪切迁移之间的复杂相互作用，浓度分布范围从代表潜在拓扑的浓度分布到盖驱动腔中稳定流动的浓度分布，并取决于上述参数和两种混合方案产生的结构。在这个系统中，增加混沌区域的大小不会导致增强混合。这些结果挑战了设计用于微型应用中混合和分离的小规模流动的传统智慧。