作为微游动器的 snap 弹性盘：利用形状滞后的低雷诺数游动

我们通过一个经历循环局部溶胀的弹性盘，阐释了一种利用弹性物体形状转变滞后现象的形状变化微游动器概念。若以完全时间可逆的方式驱动滞后性形状转变的控制参数，当弹性物体浸没于黏性流体中时，会产生非时间可逆的形状序列并产生净游动运动。我们用一个扁平圆形弹性盘证明了该概念，该盘通过内盘局部溶胀发生向穹顶状形状的转变。此形状转变的控制参数是盘材料的标量溶胀因子。借助带有中央区域附加吸引作用的固定外框，扁平与穹顶状形状之间的形状转变呈现滞后性，类似于扇贝的滞后性开合。采用盘离散化版本的Stokes动力学模拟，我们表明若以时间可逆方式改变溶胀参数，该游动器在黏性流体中有效地朝穹顶开口方向移动。该游动机制可用一个简单的9珠模型定性重现。