主动粒子悬浮液的耦合自组织流体动力学与斯托克斯模型
流体动力学
2017-06-20 v1 偏微分方程分析
摘要
我们推导了流体中自驱动粒子的宏观动力学。出发点是耦合的 Vicsek-斯托克斯系统。Vicsek 模型描述通过排列相互作用的自驱动个体，它为高密度下个体间的流体动力学相互作用提供了现象学描述。斯托克斯方程描述低雷诺数流体。这两种动力学通过个体与流体之间的相互作用耦合。流体通过杰弗里方程使粒子旋转。粒子自驱动在流体中诱导力偶极子。粗粒化后，我们获得了一个耦合的自组织流体动力学 (SOH)-斯托克斯系统。我们对该系统进行了线性稳定性分析，结果表明拉力型和推力型粒子都存在不稳定模式。最后，我们给出了 Vicsek-斯托克斯模型的扩展，包括短程排斥、有限颗粒惯性和有限雷诺数流体区域。
引用
@article{arxiv.1706.05666,
title = {Coupled Self-Organized Hydrodynamics and Stokes models for suspensions of active particles},
author = {Pierre Degond and Sara Merino-Aceituno and Fabien Vergnet and Hui Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.05666},
year = {2017}
}