活性丝的布朗微流体力学

在原本静止的流体中，能够在没有外部驱动的情况下自发运动的细长体在生物学、物理学和技术学背景中很常见。自发流体流动、布朗运动和细长体弹性之间的相互作用提出了一个具有挑战性的流固耦合问题。在这里，我们通过将细长体近似为能够在流固界面施加非平衡速度或应力的弹性丝来对这一问题进行建模。我们通过在流固耦合中强制动量守恒并假设流体中为缓慢粘性流，推导出了这种活性丝的运动方程。通过求解积分方程，可以以任意所需的精度获得流固耦合。通过将 Kirkwood-Riseman 叠加近似应用于该积分方程，获得了允许高效数值求解的运动方程的简化形式。我们使用这种形式的运动方程来研究自由和铰接的最小活性丝的动力学稳态。我们的模型为研究动量守恒的布朗活性丝悬浮液中的集体现象奠定了基础。