各向异性微泳者的自推进能否用力与力矩来描述?
软凝聚态物质
2015-07-10 v1
摘要
人工和生物微泳者(即活性胶体粒子)的自推进通常通过在被动粒子布朗运动的过阻尼方程中引入力和力矩来进行建模。这似乎与泳者无力且无力矩(即作用在粒子上的净力和净力矩为零)的事实相矛盾。利用机械自推进和扩散泳自推进的不同模型,我们在此证明,微泳者的运动方程可以映射到具有形状依赖的大阻力矩阵以及形式上的外部有效力和有效力矩的被动粒子的运动方程。这与关于自扩散泳驱动的人工不对称微泳者圆周运动的实验发现一致。有效自推进力和力矩的概念显著促进了对游泳路径的理解,例如对于重力作用下的微泳者。然而,当泳者的自推进机制受到其附近另一粒子或与障碍物(如墙壁)相互作用的干扰时,这一概念具有其局限性。
引用
@article{arxiv.1410.6707,
title = {Can the self-propulsion of anisotropic microswimmers be described by using forces and torques?},
author = {Borge ten Hagen and Raphael Wittkowski and Daisuke Takagi and Felix Kümmel and Clemens Bechinger and Hartmut Löwen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.6707},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 2 figures