旋转各向同性多孔介质中的光趋性生物对流：线性稳定性分析
流体动力学
2025-02-14 v1 动力系统
摘要
本研究探讨了在旋转多孔介质中进行的光趋性生物对流的线性稳定性，考虑临界强度、达数和泰勒数的影响。采用数学模型和MATLAB Bvp4c求解器，确定了不稳定性发生的临界鲁莱数和波数。结果表明，更高的达数增强了不稳定性，增加生物对流图样的波长，而旋转产生稳定作用，通过限制垂直运动并将流动限制在水平面。此外，临界强度的增加也放大了不稳定性。此外，本研究探讨了振荡解与稳态解之间的转变，突出了旋转动力学在改变不稳定性模式中的作用。这些发现为理解光趋性、旋转与多孔介质之间的相互作用，提供了新的见解，推动了生物对流系统的理解，潜在应用于环境工程、生物物理学和地球流体力学。
引用
@article{arxiv.2502.09078,
title = {Phototactic Bioconvection in a Rotating Isotropic Porous Medium: Linear Stability Analysis},
author = {Sandeep Kumar and Suneet Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09078},
year = {2025}
}