细菌与被动物体的活性悬浮液：近场配对动力学模型

近场流体动力学相互作用对于决定活性悬浮液中许多重要的涌现行为至关重要，但迄今尚未被成功建模。本工作中，我们提出了一个能有效捕捉近场流体动力学相互作用本质的有效模型，并通过一个由大肠杆菌（E. coli）与球形示踪粒子构成的教学性模型系统在数值上进行了验证。所提模型仅通过一个张量形式的阻力系数便有效捕捉了近场流体动力学的所有细节，这从根本上不同于保守性质的有效相互作用，因此无法被其替代。在一个研究细菌-示踪粒子配对动力学散射角的关键测试案例中，基于所提模型的计算揭示了一块参数空间区域，其中细菌被球形示踪粒子捕获——这是一种在实验中经常观察到但现有任何模型均无法解释的现象。