胶体颗粒充盈的通道流动中微型游动器的流体迁移
软凝聚态物质
2026-05-26 v1 流体动力学
摘要
微型游动器常常存在于由硬质、均一球形胶体颗粒构成的狭小管道内，在外部流动条件下，使其能够执行有趣的平移和旋转机动，如向上游游动、沿壁游动和振荡运动。研究此类系统有助于理解微型游动器（推力型、拉力型或中性型）的运动行为，并用于开发针对性药物递送等应用。在考虑存在硬质、均一球形胶体颗粒的通道流动中，研究微型游动器运动时，我们采用球形推子模型表示微型游动器，并采用多粒子碰撞动力学（MPCD）表示背景流体。在无胶体颗粒的情况下，通道中的推子在流速增加时， develops increased probability of moving away from the walls and oscillates between the walls as the squirmer speed compared to the squirmer speed, with a dominant upstream orientation near the walls.然而，胶体颗粒的存在使得推子游动器向管道中心和上游方向游动，拉子游动器在低流速下向管道中心外游动。在高流速下，流体将所有推子带动游动，导致管道中心呈主导上游方向。在我们观察到，这导致推子、中性型和拉子型推子在流动方向上的局部速度减小。我们还观察到，对于固定的胶体 packing fraction，拉子型推子在流动方向上的局部速度幅度小于推子型。
引用
@article{arxiv.2605.25003,
title = {Rheotaxis of microswimmers in colloid-laden channel flow},
author = {Margam Ramprasad and Shubhadeep Mandal and Pallab Sinha Mahapatra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.25003},
year = {2026}
}