曲面粘性界面上主动悬浮体的集体动力学
流体动力学
2026-04-17 v1
摘要
自发动力粒子可导航复杂环境，包括具有曲线几何形状的粘性流体界面。在本工作中，我们研究了受约束于静止曲面粘性界面上的自发动力粒子悬浮体的集体动力学。粒子配置的演化使用基于 Cartan 移动坐标系方法的曲面上 Fokker-Planck 方程进行建模，并耦合到由界面 nematic 主动应力驱动的体积和界面 Stokes 方程。具体而言，对于球形囊泡，分析了流场和粒子分布的理论和数值结果。该框架内在旋转加权函数和旋转球面调和波的框架下进行，为球面概率分布函数提供了自然的几何描述。对均匀各向同性状态进行线性稳定性分析，预测出现有限波长不稳定性，模式选择源于囊泡半径与 Saffman-Delbruck 长度之间的竞争。该不稳定性及其相关模式选择机制也在基于旋转球面调和波的非线性数值仿真中得到确认。
引用
@article{arxiv.2604.14469,
title = {Collective dynamics of active suspensions on curved viscous interfaces},
author = {Yuzhu Chen and Vishal P. Patil and David Saintillan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.14469},
year = {2026}
}