一种针对基于珠子的微游动器的通用微扰方法揭示了丰富的自推进现象
软凝聚态物质
2021-02-10 v1 流体动力学
摘要
对模型微游动器的研究已显著促进了我们今天对自推进原理的理解。然而，仅有少数微游动器类型适于解析建模，且进一步发展此类方法对于识别这些活性系统的关键特征十分必要。在此我们提出一种针对由珠子组成、通过谐振势相互作用并受任意力协议驱动的游动器的通用微扰计算方案。流体动力学相互作用使用 Oseen 与 Rotne-Pragner 近似处理。我们通过使用 3 珠子组装体并将结果与运动控制方程的数值全解以及现有针对线性和三角形游动器几何的解析模型进行比较，验证了我们的方法。在重现力与游动速度之间关系的同时，我们的详细分析与受控近似水平使我们能够在器件的远场流中即发现定性差异。因此，我们能够识别出比先前模型预测更为丰富的游动器行为。鉴于其通用性，该框架可应用于任意游动器几何、驱动协议与珠子相互作用，以及许多游动器问题。
引用
@article{arxiv.1907.09870,
title = {A general perturbative approach for bead-based microswimmers reveals rich self-propulsion phenomena},
author = {Sebastian Ziegler and Maxime Hubert and Nicolas Vandewalle and Jens Harting and Ana-Sunčana-Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.09870},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 6 figures