Rhéologie du cisaillement oscillatoire à grande amplitude (LAOS) — évolution méthodologique, controverses et nouvelle paradigme basée sur les données

Peng-guang Wang ,  

Zi-yu Zhou ,  

Hui-min Ren ,  

Shu-na Gao ,  

Ou-wei Dai ,  

Bai-hua Yuan ,  

Hong-bin Zhang ,  

摘要

Le test de cisaillement oscillatoire à grande amplitude (LAOS) est une méthode expérimentale clé pour étudier la rhéologie non linéaire des fluides complexes. Grâce au contrôle indépendant de la déformation et de la fréquence d'oscillation, il est possible de simuler des champs d'écoulement à grande déformation, reliant ainsi la structure microscopique à la réponse non linéaire macroscopique. Cet article passe en revue l'évolution de la rhéologie LAOS et son cadre mathématique, classant les approches en trois catégories selon le paradigme de recherche : conduites physiques, conduites mathématiques et conduites basées sur les données. Les méthodes physiques incluent les courbes de Lissajous-Bowditch, la décomposition des contraintes, le rapport d'endurcissement de déformation/épaississement au cisaillement, le facteur de dissipation, la méthode des processus physiques continus et la rhéologie récupérative, qui fournissent une image physique claire de la réponse non linéaire ; les méthodes mathématiques sont représentées par la rhéologie basée sur la transformée de Fourier et le paramètre non linéaire intrinsèque Q ; les méthodes basées sur les données comprennent les modèles constitutifs neuronaux, la superposition parallèle d'amplitudes moyennes, les bifurcations algébriques de contrainte et la méthode analytique LAOS, servant à découvrir des règles générales à partir des caractéristiques statistiques des données. L'article évalue également la valeur pratique des différentes méthodes LAOS pour la prédiction du traitement et des performances dans les polymères fondus, solutions, nanocomposites, mélanges, hydrogels et systèmes alimentaires. Les controverses concernant l'hypothèse de symétrie de décomposition des contraintes, l'interprétation physique des coefficients de Fourier, la définition unifiée des contraintes de rendement et l'intégration des trois paradigmes sont également analysées et discutées. Enfin, une perspective est donnée sur la fusion croisée de LAOS avec l'apprentissage automatique, la caractérisation in situ et la modélisation multi-échelle.

关键词

cisaillement oscillatoire à grande amplitude; rhéologie non linéaire; décomposition des contraintes; conduite physique; conduite basée sur les données; fluides polymères complexes

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