极性活性游动粒子稠密悬浮液中的缺陷湍流

我们研究惯性在极性游动粒子稠密悬浮液中的作用。悬浮液的动力学由流体动力学速度场与极性序参量场描述。我们表明一个无量纲参数 $R$（游动粒子自平流速度与活性应力侵入速度之比）控制着有序游动粒子悬浮液的稳定性。对于小于阈值 $R_1$ 的 $R$，扰动以正比于其波数 $q$ 的速率增长。超过 $R_1$ 后，我们表明增长率在达到第二阈值 $R=R_2$ 前为 $\mathcal{O}(q^2)$。当 $R>R_2$ 时悬浮液稳定。我们进行直接数值模拟以研究稳态性质，并观察到对于 $R<R_2$ 出现缺陷湍流。对缺陷空间组织的探究揭示了一个隐藏转变：对于小 $R\approx 0$，缺陷均匀分布，并随着 $R\to R_1$ 发生聚集。超过 $R_1$ 后，聚集饱和，缺陷排列成近似弦状结构。