异质粘性环境中的增强低雷诺数推进
流体动力学
2009-11-29 v3 生物物理
摘要
人们已知一段时间以来，某些微生物在高粘度凝胶形成聚合物溶液中能游得更快。这些凝胶状介质模拟了这些微生物在体内遇到的高粘度异质环境。Berg和Turner [Nature (London) 278, 349 (1979)] 首先对这一现象给出了定性解释，认为推进增强是鞭毛推动在某些聚合物溶液中形成的准刚性松散聚合物网络的结果。受这些观察启发，我们考虑了在由嵌入不可压缩牛顿液体中的稀疏静止障碍物阵列组成的异质粘性介质中的无惯性推进。结果表明，对于规定的推进步态，包括传播表面变形和旋转螺旋丝，与在纯粘性溶剂中游动相比，推进速度有所提高。还表明，在异质粘性介质中的运动以改善的水动力学效率为特征。通过随机稀疏静止障碍物阵列推进的旋转螺旋丝的严格数值模拟结果，与基于有效介质近似提出的阻力理论预测非常吻合。
引用
@article{arxiv.0910.3579,
title = {Enhanced low-Reynolds-number propulsion in heterogeneous viscous environments},
author = {A. M. Leshansky},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.3579},
year = {2009}
}