用于研究低雷诺数微生物游动的无力无矩螺旋尾机器人
软凝聚态物质
2022-04-27 v1 流体动力学
摘要
许多微生物利用螺旋推进在黏性主导的环境中游动。其游动动力学已相对明晰，但仍需对流场与驱动机制进行详细研究，以实现壁面效应与水动力相互作用。在本快报中，我们描述了一种在斯托克斯 regime 下工作的带螺旋尾的自主游动机器人的研制。该装置采用基于电池的电系统与微型电机，为螺旋尾提供转速。速度、方向与启动通过红外遥控电子控制。由于机器人长约5厘米，我们使用高黏性流体将雷诺数匹配至。针对一系列螺旋波长λ、头部几何形状与转速ω测量了游动速度。我们将实验测量与由阻力理论得出的解析预测进行比较。这种无力无矩的中性浮力游动者比以往设计更贴近地模拟了细菌的游动策略，并为未来应用提供了很大潜力。
引用
@article{arxiv.2112.00850,
title = {Force and torque-free helical tail robot to study low Reynolds number microorganism swimming},
author = {Asimanshu Das and Matthew Styslinger and Daniel M. Harris and Roberto Zenit},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.00850},
year = {2022}
}