活性游动体悬浮液的有效介质模型
软凝聚态物质
2021-10-04 v1
摘要
自然界中若干活性生物倾向于作为群落栖息于黏性流体介质中。我们分析了存在于稀散悬浮液中的活性游动体的游动特性变化，该悬浮液被建模为有效Brinkman介质。这种对活性游动体集合的理想化表示，使人能够区分单个游动体可用内部区域的影响及其邻居的贡献。Darcy定律结合解析解，使有效电阻率可预测为体积分数的函数，且与著名的Carman-Kozeny方程高度吻合。这有助于连续分析目标游动体的推进速度、功率耗散和游动效率随体积分数的变化，这在集体环境中的营养输运与摄取或繁殖中具有决定性意义。还施加了跨细胞的应力跳跃条件，以表征由邻近游动体引起的平均有效力。在该应力跳跃系数的合适取值下，迁移速度和游动效率的相对增加在最优占据率下显著更高。
引用
@article{arxiv.2106.03175,
title = {Effective medium model for a suspension of active swimmers},
author = {Abyaya Dhar and P. S. Burada and G. P. Raja Sekhar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.03175},
year = {2021}
}