小雷诺数和大佩克莱数下对流-扩散问题的数值与解析方法

要详细了解细胞与其环境之间的物理相互作用，通常需要获取细胞周围流体流动的信息。细胞必须能够有效地吸收和排出物质才能生存。那些因功效显著而被进化选择的营养获取和毒素处理策略，应反映出对这一物质输运问题背后物理机制的理解。基于这些考虑，本文讨论了一项关于小雷诺数和大佩克莱数下对流-扩散方程的本科生研究项目的结果。我们特别考虑了斯托克斯球形游动者的物质输运问题。我们通过浓度边界层的重标度，以数值和解析方式处理该问题。一个受生物物理学启发的、关于游动细胞吸收物质的首通问题，展示了数值方法与解析方法之间的定量一致性。最后，我们讨论了我们的结果与智能毒素处理系统设计之间的联系。