柔性游动：驱动弹性体的粘性运动

在粘性液体中周期性驱动弹性细丝通常会打破Purcell scallop定理的约束，从而产生净推进力。这一观察结果表明了一种设计简单游泳装置的方法——我们称之为“弹性游泳器”——其中驱动机制嵌入在固体中，由此产生的游泳器可以自由移动。在本文中，我们从理论上研究了弹性游动的运动学。在讨论了该现象的基本物理图像和预期的标度关系之后，我们在小驱动幅度极限下解析地推导了弹性游动速度。重点在于问题的两个未知量——即弹性细丝的形状和游动运动学——之间的耦合，这两个未知量必须同时求解。然后，我们计算了由此产生的游泳装置的性能及其对几何形状的依赖性。推导了最佳驱动频率和身体形状，并讨论了细丝形状和内部扭矩。讨论了使用多个弹性细丝进行游动，并提出了产生直线游动轨迹的简单策略。最后，我们将弹性游动的性能与游动微生物的性能进行了比较。