手征流体中奇活性冲浪者的流体动力学

我们从理论与计算上研究了线性活性微游动者在以奇黏度表征的可压缩薄流体层上冲浪的低雷诺数流体动力学。由于底层三维流体被假定为相对于流体层的任何横向尺寸非常薄，该模型实际上是二维的。在奇黏度相对于流体层偶黏度较小的极限下，我们得到了自诱导流场的解析表达式，其中包含由于奇黏度引起的非互易分量。在此基础上，我们全面分析了单个线性游动者的行为，发现其沿圆形路径运动，该路径半径在主导阶上反比于奇黏度的大小。此外，我们展示了一对游动者展现出丰富的两体动力学，其依赖于初始相对取向角以及每个游动者所采用的推进机制。特别地，推-推型和推-拉型游动者对展现出通用的螺旋运动，而拉-拉对被发现或在稳态下沿圆形轨迹共转，或展现出由流体动力学与空间位阻相互作用共同导致的更复杂的混沌行为。我们的理论预测可能为更好理解具有奇黏度的活性手征流体中的主动输运铺平道路，并可在奇黏流体的定量微流变表征中找到潜在应用。