下沉椭球中的条带、陀螺趋性羽流与趋化性塌缩之间的类比

在将下沉椭球或运动的陀螺趋性微生物建模为可取向且负浮力粒子的稀悬浮液中，我们找到了它们在任意连续垂直剪切流下稳态分布的解析解。其分布与垂直流动之间的双向耦合是非线性的，使得均匀基态分叉为类似于沉降椭球悬浮液中条带和陀螺趋性羽流的结构。该分叉依赖于一个单一参数，该参数与水平截面上粒子的平均数量成正比。在三维轴对称系统中，当该参数高于阈值时羽流结构发生爆破。我们讨论了该奇异性如何类比于Keller-Segel模型的趋化性塌缩，以及这一类比所蕴含的意义。