覆盖薄液层的自推进表面活性剂粒子群体中的模式不稳定性与动态图案
软凝聚态物质
2018-07-24 v1
摘要
我们考虑一群无直接相互作用、覆盖在固体支撑薄液层上的点状自推进表面活性剂粒子（游动子）。尽管粒子主要垂直于自由膜表面游动，其运动也具有平行于膜表面的分量。游动子密度与膜高度轮廓的耦合动力学由一个长波模型描述，该模型允许游动子的扩散和对流输运（包括旋转扩散）。膜高度轮廓的动力学由三种物理效应决定：游动子对液-气界面向上的推力（总是使平膜失稳），由游动子浓度梯度引起的溶质马兰戈尼力（总是起稳定作用），以及游动子的旋转扩散与面内主动运动共同作用（起稳定或失稳作用）。在回顾并扩展具有均匀游动子密度的平膜线性稳定性分析后，我们分析完整的非线性动力学方程，并表明仅通过液膜长波变形相互作用的点状游动子，会自组织成高度规则（驻波、行波和调制波）以及各种不规则的游动子密度和膜高度图案。
引用
@article{arxiv.1601.02061,
title = {Mode instabilities and dynamic patterns in a colony of self-propelled surfactant particles covering a thin liquid layer},
author = {Andrey Pototsky and Uwe Thiele and Holger Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.02061},
year = {2018}
}