通过动量交换的胶体颗粒推进的流体力学机制

通过解准不稳态斯托克斯方程，研究了由于局部表面反应引起的动量传递而导致的胶体颗粒推进。我们将表面反应建模为作用在流体上的{\it 力偶}或同时作用在胶体和流体上的{\it 两力}。我们的分析表明，在一次单次反应事件之后，胶体的速度初始衰减为$\sim t^{-1/2}$，随后出现较长时间的尾部衰减$\sim t^{-5/2}$。这种行为不同于简单冲击力胶体颗粒的$\sim t^{-3/2}$衰减，这是由于反应机制的无力特性所致。速度和瞬态动力学受到反应离胶体表面距离的强烈控制。对于受周期性反应作用的胶体，理论预测的稳态速度与实验结果和前期模拟相当，表明直接动量传递是 Janus 颗粒等系统自推进的相关机制。最后，我们的研究表明，流体压缩性并非必要，即可通过动量传递产生胶体推进。