无盘蠕虫的动力学边界跟随与拐角捕获

我们研究了 {\it Lumbriculus variegatus} 在圆形和多边形腔体中的行为，发现虫体在向前移动时会与边界对齐，并在凹处拐角上长期时间内被动力学地捕获。我们将虫体建模为自推进棒体，推导了其在遇及腔体平坦边界和圆形边界时的取向演化解析表达式。进一步引入由于腔体摆动和脉动驱动引起的平移和旋转扩散后，通过数值仿真表明，自推进棒体模型能够捕捉虫体的边界对齐和拐角捕获行为。我们发现佩克数 $Pe$（表示前进推动力与旋转扩散之比）用于刻画虫体的边界对齐动力学和捕获时间分布。仿真结果表明，虫体身体与边界夹角在进入凹拐角时的角度是决定捕获时间的关键因素，浅角会导致更快的逃逸。我们的研究表明，即使在无靠近感或接触寻求行为的情况下，受限的角度扩散结合定向运动也可导致细长无足虫类在空间上的局部化，类似于庇护寻求行为。