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本研究探索了粘弹性湍流中自由悬浮的有限尺寸纤维的动力学。对于悬浮在牛顿流体中的纤维，Rosti 等人确定了两种不同的拍动方式（Phys. Rev. Lett.，第 121 卷，第 4 期，2018 年，044501）：一种由流动的时间尺度主导，另一种由与其固有频率相关的时间尺度主导。我们在这项研究中探索了纤维动力学如何受到载体流体弹性的影响。为此，我们在参数空间中对双向耦合纤维-流体系统进行直接数值模拟，该参数空间涵盖不同的 Deborah 数、纤维弯曲刚度（柔性到刚性）以及纤维与流动之间的线密度差（中性浮力到密度大于流体的纤维）。我们研究了这些参数如何影响各种纤维特性，例如拍打频率、曲率以及与流体应变和聚合物拉伸方向的对齐。结果表明，中性浮力纤维根据其柔性，会随着流动而发生大时间尺度和小时间尺度的振荡，但随着聚合物弹性的增加，较小的时间尺度会受到抑制。聚合物拉伸对密度大于流体的纤维没有影响，当其柔性时，它会随着流动而发生大时间尺度的拍打，而当其刚性时，它会以其固有频率拍打。因此，当纤维呈中性浮力时，特征弹性时间尺度具有次要影响，而当纤维变得更具惯性时，其影响则不存在。此外，我们还探索了纤维的弯曲曲率及其与流动的优先对齐，以确定粘弹性在改变耦合流体结构动力学中的其他作用。惯性纤维的曲率较大，对聚合物存在的反应较弱，而中性浮力纤维则表现出定量变化。密度较大的纤维的可察觉的被动性再次反映在它们优先与聚合物拉伸方向对齐的方式中：与聚合物拉伸方向相比，中性浮力纤维与聚合物拉伸方向的对齐程度更高。
粘弹性湍流中分散纤维的动力学......
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