活性向列相的最优控制
软凝聚态物质
2020-10-28 v1
摘要
在本工作中，我们提出首个利用最优控制理论与活性向列相流体动力学模型来塑造活性向列相系统的系统性框架。我们展示了使用两种不同控制场——（1）施加的涡量与（2）活性强度——来塑造限制于圆盘中的伸长型活性向列相的动力学。在无控制输入时，系统呈现两个吸引子，即顺时针与逆时针环流态，其特征是存在两个共旋的拓扑缺陷。我们具体寻求将系统从一个吸引子切换到另一个吸引子的时空输入；我们还考察了相移扰动。我们通过优化一个具有三项贡献的罚函数来辨识控制输入：总控制代价、控制中的空间梯度，以及与期望轨迹的偏差。本工作表明，最优控制理论可用于计算能够经济、平滑且快速地重构活性向列相的非平凡输入，因此将作为实验上控制活性物质的努力的指南。
引用
@article{arxiv.2007.14837,
title = {Optimal Control of Active Nematics},
author = {Michael M. Norton and Piyush Grover and Michael F. Hagan and Seth Fraden},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14837},
year = {2020}
}