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手性游动体在粘弹性流体中的推进

软凝聚态物质 2024-11-08 v2 流体动力学

摘要

微游动体常利用手性由旋转运动产生平移运动,在复杂流体中与简单牛顿流体相比表现出不同行为。然而其潜在机制仍未被完全理解。本研究阐明了微游动体在牛顿与非牛顿流体中不同行为的精确机制。我们表明,手性游动体速度的提升归因于手性流动产生的法向应力差所诱导的 Weissenberg 效应。此外,我们识别出粘弹性流体中依赖于游动体的法向应力差,并证明游动速度因其作为推式(pusher)或拉式(puller)而不同。进而,我们研究了两个手性 squirmer 之间的流体动力学相互作用:当 squirmer 平行于其游动轴排列时趋于分离(垂直于游动轴时趋于靠近)。这些发现深化了我们对含微游动体的粘弹性流体流变特性的理解,有望推动多种应用的发展。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.05718,
  title  = {Propulsion of a chiral swimmer in viscoelastic fluids},
  author = {Takuya Kobayashi and John J. Molina and Ryoichi Yamamoto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.05718},
  year   = {2024}
}

备注

8 pages, 6 figures