流体动力学记忆的长时持续性增强微颗粒输运
流体动力学
2019-10-16 v2 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
在黏性流体中，加速颗粒的过往运动作为印记保留在涡量场上，并以 缓慢衰减。在低雷诺数下，Basset-Boussinesq-Oseen (BBO) 方程正确描述了非均匀颗粒运动，捕捉了与该缓慢代数衰减相关的流体动力学记忆效应。利用 BBO 方程，我们数值模拟了受驱单颗粒输运，表明在相当一般的驱动条件下记忆效应会无限持续。特别地，当驱动力非平滑变化时，流体动力学记忆显著降低了有效输运摩擦。值得注意的是，这使得颗粒能够滑越空间不均匀的势场，否则在纯斯托克斯阻力模型中颗粒会被捕获。我们的结果直接揭示了颗粒-流体耦合在非平衡微颗粒输运中的作用。
引用
@article{arxiv.1906.04957,
title = {Long-time persistence of hydrodynamic memory boosts microparticle transport},
author = {Sean L Seyler and Steve Pressé},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.04957},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 4 figures; supplementary material: 9 pages, 7 figures; 2019 APS March Meeting talk doi:10.17605/OSF.IO/VSY35. For version 2: revised throughout to conform to length limits, improved Figs. 1 and 3, added references, small changes to supplementary material, results and conclusions unchanged