颗粒介质中水平振荡活性物质的下沉-上浮动力学：理论
软凝聚态物质
2020-06-09 v1
摘要
对活性物质行为建模的中间一步是理解活性物体（AO）与无生命物质的相互作用，这常导致一系列丰富行为。我们呈现了自驱动 AO 与三维颗粒物质相互作用的一系列模拟，并发展了描述所观测现象的第一性原理理论模型。该 AO 作水平振荡，依振荡振幅与频率不同，导致其逆重力上浮或下沉。我们辨识出驱动竖直运动的两个竞争机制。当 AO 运动低于临界速度 时，其前方生成堵塞停滞区，产生向上力并导致上浮。高于 及特定动能时，AO 周围介质流化，AO 沉入支撑它的层中。上浮与下沉阶段的持续时间对 AO 的振幅与频率有非平凡依赖，导致复杂的非线性动力学。我们从第一性原理导出随时间变化的深度的运动方程，并表明其解与我们在模拟系统有限性所允许参数范围内进行的大量计算机模拟吻合良好。
引用
@article{arxiv.2006.04160,
title = {Sink-rise dynamics of horizontally oscillating active matter in granular media: Theory},
author = {Liu Ping and Xianwen Ran and Raphael Blumenfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.04160},
year = {2020}
}
备注
5 pages, 5 figures, submitted to Phys. Rev. Lett