In this study, a theoretical study is carried out on the collision of two disk-like particles to understand the coagulation of disk-like particles suspended in liquid under a shear flow. The diameter of the particle is fixed at 2 μm while the length is varied so that the aspect ratio (length/diameter) varies from 0.1 to 0.4. The liquid viscosity is changed from 0.01 to 1 Pa s. The minimum Peclet number is 10, and the Brownian motion is considered to be negligible. Both hydrodynamic and van der Waals interactions are included in tracking the position and the orientation of each particle. The Hamaker constant is fixed at 1.06 × 10-20 J. The boundary integral formulation is used to calculate the hydrodynamic interaction. To obtain the kinetic constant of coagulation, the time-independent orientation distribution function for a particle is obtained under the noninteracting condition. The kinetic constant of coagulation is obtained by considering the presence of collision between two particles initially separated by a long distance, the orientations of two particles, and the flux of the liquid flow. The result shows that the kinetic constant of coagulation is reduced to approximately 1/3 of the value for the noninteracting particles when the viscosity is 1 Pa·s. As collision modes, side-side, face-edge, side-edge, and edge-edge are considered. The edge-edge mode is frequently observed in the given range of the aspect ratio. The collision mode does not change much from the noninteracting case except for the side-side mode.

中文翻译：

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简单剪切流作用下盘状颗粒的混凝动力学研究。

在这项研究中，对两个盘状颗粒的碰撞进行了理论研究，以了解在剪切流作用下悬浮在液体中的盘状颗粒的凝结。在改变长度的同时，将颗粒的直径固定为2μm，以使纵横比（长度/直径）从0.1至0.4变化。液体粘度从0.01 Pa s更改为1 Pa s。最小Peclet数为10，并且布朗运动被认为可以忽略不计。跟踪每个粒子的位置和方向时都包括了流体动力学相互作用和范德华相互作用。Hamaker常数固定为1.06×10-20J。边界积分公式用于计算流体动力相互作用。为了获得凝固的动力学常数，在非相互作用条件下获得了粒子的时间无关的方向分布函数。通过考虑最初隔开长距离的两个粒子之间是否存在碰撞，两个粒子的方向以及液流的通量来获得凝固的动力学常数。结果表明，当粘度为1 Pa·s时，凝结的动力学常数降低至非相互作用颗粒值的1/3。作为碰撞模式，考虑了侧面，侧面边缘，侧面边缘和边缘边缘。在宽高比的给定范围内经常观察到边缘-边缘模式。与碰撞模式相比，碰撞模式与侧面模式相比没有太大变化。凝结的动力学常数是通过考虑最初相距较长距离的两个粒子之间是否存在碰撞，两个粒子的方向以及液流的通量来获得的。结果表明，当粘度为1 Pa·s时，凝结的动力学常数降低至非相互作用颗粒值的1/3。作为碰撞模式，考虑了侧面，侧面边缘，侧面边缘和边缘边缘。在宽高比的给定范围内经常观察到边缘-边缘模式。与碰撞模式相比，碰撞模式与侧面模式相比没有太大变化。凝结的动力学常数是通过考虑最初相距较长距离的两个粒子之间是否存在碰撞，两个粒子的方向以及液流的通量来获得的。结果表明，当粘度为1 Pa·s时，凝结的动力学常数降低至非相互作用颗粒值的1/3。作为碰撞模式，考虑了侧面，侧面边缘，侧面边缘和边缘边缘。在宽高比的给定范围内经常观察到边缘-边缘模式。与碰撞模式相比，碰撞模式与侧面模式相比没有太大变化。结果表明，当粘度为1 Pa·s时，凝结的动力学常数降低至非相互作用颗粒值的1/3。作为碰撞模式，考虑了侧面，侧面边缘，侧面边缘和边缘边缘。在宽高比的给定范围内经常观察到边缘-边缘模式。与碰撞模式相比，碰撞模式与侧面模式相比没有太大变化。结果表明，当粘度为1 Pa·s时，凝固的动力学常数降低到非相互作用颗粒值的1/3。作为碰撞模式，考虑了侧面，侧面边缘，侧面边缘和边缘边缘。在宽高比的给定范围内经常观察到边缘-边缘模式。与碰撞模式相比，碰撞模式与侧面模式相比没有太大变化。