挑战复杂流体中的非线性困难

来源 :第十一届全国流变学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanrj
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流变学从宏观连续本构理论的简单流体范式,到深入多尺度软物质物理本质的复杂流体范式,已经进行了一系列卓有成效的努力,对于流变学中的非线性线性化的方法和非线性产生的原因在本文中给予简要评述。同时也应看到,当前面临的非线性困难对现有方法带来的本质挑战,可能预示流变学发展的新阶段。大形变的力学描述20世纪50年代发展起来的连续介质力学方法构筑简单流体普适的本构方程是从几个公理式假设出发的,即要符合连续性(可微)、决定性(微因果性)和客观性(坐标不变性)。其中客观性指的是流变量不依赖于观察坐标,非客观的量将不能作为线性独立项出现在三维的本构方程中。既然流变的过程是一个包含能量耗散的过程,必须与热力学相容,按照嫡增加原理,是不可逆的。小形变过程一般用平衡可逆热力学和统计力学处理,这是权宜之计。针对更大形变和非平衡态正在发展非线性非平衡热力学,以定义热力学函数,但尚受限于局域平衡假设。非线性流变学要继续前进,遇到的挑战带有全面的、本质的特点。需要发展出一种新的范式,新范式将联系到大形变、非平衡、非均匀、非决定性,以及多尺度藕合等困难的非线性和复杂性。这种新的范式在流变学领域尚未形成,因为非线性和复杂性科学是一个全面的、本质的挑战,是在各个学科所有的物理学层面上都将遇见的问题,是基础学科的共同任务。流变学的学科战略要重视范式的进化,有一个大的视野。在解决多尺度、非线性和复杂性等科学的前沿方面,与友邻学科应加强交叉、合作竞赛。
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