形态对细菌布朗运动的影响：手性双体模型的验证
流体动力学
2026-03-03 v2
摘要
我们系统地研究了鞭毛形态如何决定细菌布朗运动的稳定性，并评估了简化手性双体模型的有效性。该模型有效捕捉了特定的细菌形态并显著降低了计算成本，被用于模拟细菌的布朗运动。我们的结果表明，对于轮廓长度 ~\si{\mu m}、螺旋半径 ~\si{\mu m} 和螺旋角 ，该模型能准确再现细菌的布朗运动。我们发现细菌的平移和旋转速度与马达转速呈线性关系，且与动力学粘度无关。增大螺旋半径和轮廓长度会导致轨迹更加拉长，并增强其线性。此外，更长的轮廓长度提高了细菌前向运动的稳定性。总而言之，这些发现证明了鞭毛在稳定细菌布朗运动中的关键作用，并确认了手性双体模型在模拟这一现象方面的有效性。
引用
@article{arxiv.2504.05053,
title = {Morphological Effects on Bacterial Brownian Motion: Validation of a Chiral Two-Body Model},
author = {Baopi Liu and Bowen Jin and Lu Chen and Ning Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.05053},
year = {2026}
}