振荡 Poiseuille 流动中活性粒子的迁移率
流体动力学
2026-05-13 v2 软凝聚态物质
摘要
活性粒子在通过受限几何结构(如通道或孔道)的流动中表现出复杂的传输动力学。在本研究中,我们采用广义泰勒迁移率理论(GTD)来研究活性布朗粒子(ABPs)在平面通道中振荡 Poiseuille 流动中的长时间迁移行为。我们量化了随流速、流动振荡频率和粒子活性函数的时间平均纵向迁移系数。在弱活性极限下,渐近分析表明活性可以增强或阻碍相对于被动情况的迁移。对于任意活性水平,我们数值求解 GTD 方程并用布朗运动仿真进行验证。我们指出,迁移系数随流速和粒子活性都呈非单调变化。此外,迁移系数随流动振荡频率呈振荡行为,在不同频率处表现出明显的最小值和最大值。观察到的振荡式迁移源于自推动与振荡流动对流之间的耦合——这种耦合在被动或恒定系统中不存在。我们的结果表明,可利用时间依赖流来调控受限环境中活性粒子的迁移。
引用
@article{arxiv.2507.17081,
title = {Dispersion of active particles in oscillatory Poiseuille flow},
author = {Vhaskar Chakraborty and Pankaj Mishra and Mingfeng Qiu and Zhiwei Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17081},
year = {2026}
}
备注
28 pages, 12 figures