自由表面下的爬行：水蜗牛的运动

陆生蜗牛通过粘附运动移动。通过其腹足的肌肉收缩和扩张，它们将剪切应力波通过一层薄薄的粘液传递到固体基底上。由于自由表面无法支撑剪切应力，粘附运动不是在水面倒挂行进的水蜗牛的可行推进机制。然而，淡水蜗牛 Sorbeoconcha physidae 的运动与其陆生同类相似，是由被一层薄粘液与自由表面隔开的蜗牛腹足的波动产生的。在此，使用润滑模型来描述小振幅界面变形极限下的粘液流动。通过假设蜗牛腹足的形状为行正弦波且粘液为牛顿流体，获得了界面形状的演化方程，并计算了作用在蜗牛上的 resultant 推进力。发现该推进力在中等毛细管数下不为零，但在高和低毛细管数极限下消失。从物理上看，这种力的产生是因为蜗牛的腹足使自由表面变形，从而产生曲率压力和粘液层内的润滑流，这些与腹足的地形耦合。