自主转向微型游泳者的排列诱导自组织：湍流、涡旋和射流

运动微生物系统展现出多种集体现象，包括运动诱导的相分离和湍流。环境感知和运动适应在涌现行为中起着至关重要的作用。我们通过介尺度流体动力学模拟，研究了湿性自转向极性微型游泳者的集体运动，这些游泳者通过流体动力学方式使其推进方向与邻居对齐。所采用的squirmer模型的模拟揭示了其对游泳者流场（即拉型与推型）的显著依赖性。推型游泳者的集体运动以主动湍流为特征，具有近乎均匀的密度和高斯速度分布。拉型游泳者表现出强烈的聚集倾向，并显示出具有胖指数尾的速度和涡度分布；其动力学是混沌的，并伴有涡环和流体射流的瞬时出现。我们的结果表明，智能微型游泳者的集体行为非常多样化，并且仍有待发现的惊喜。