近日，我院青年教师石理新以第一作者在流体力学顶刊《Journal of Fluid Mechanics》（JFM）发表论文最新成果，日本九州大学赵松川教授为通讯作者，3308维多利亚检测线路为第一单位。JFM由英国著名流体力学家G. K. Batchelor于1956年创办，是该领域最具影响力的学术期刊之一。
由微米级固体颗粒与粘性流体构成的悬浮体系广泛存在于自然与工业场景中，常表现出粘度随应力激增的剪切增稠现象。然而，受多尺度耦合与边界条件影响，体系内微观结构演化、宏观流动行为与边界力学特性之间的内在关联尚待深入揭示。针对这一问题，研究团队通过在悬浮液与边界之间引入粘度可调的硅油层，实现了对边界柔顺性的连续调控。实验发现，在柔顺边界条件下，体系可形成稳定的密度波或团簇结构；当边界约束增强时，则出现局部的瞬态阻滞现象。进一步研究表明，界面变形时间与颗粒重排时间之间的竞争关系，决定了非均匀结构的产生与演化。非均匀结构的起始应力随边界粘度增加而升高，但超过临界值后趋于饱和，并稳定在不连续剪切增稠阈值附近，表明瞬态阻滞本质上是一种由应力触发的内禀行为。
该研究从“边界—结构—应力”耦合视角出发，提出边界柔顺性可以放大原本短暂的微观结构演化，使其在宏观尺度上得以观测，为揭示颗粒接触网络的形成与破坏机制提供了新的线索和研究方向。
(文 图/杨柳 一审/张康 彭旭龙 二审/蒋友宝 三审/曾铃)
