均匀泳动通道中对流的 spontanous 起始
流体动力学
2019-12-18 v1 软凝聚态物质
生物物理
摘要
泳动机制通过化学溶质的梯度诱导表面驱动流动，近来已被用于产生图案化胶体粒子的定向推进。当化学溶质扩散缓慢时，一种不稳定性进一步为活性但各向同性的粒子提供通过自发破缺溶质分布的对称性来实现自推进的途径。本文从理论上表明，在类似于 Bénard-Marangoni 对流的机制中，泳动现象可以在笔直、化学均匀的活性通道内产生自发且自维持的壁驱动混合流动。这种自发流动对于均匀通道不会产生任何净泵送，但极大地改变了化学溶质的输运分布。预测该不稳定性在溶质 Péclet 数高于临界值且处于有限扰动波数带时发生。我们解析求解扰动问题以刻画该不稳定性，并使用完整非线性输运问题的稳态与非稳态数值计算来捕捉通道内溶质与流动的长时间耦合动力学。
引用
@article{arxiv.1912.07667,
title = {Spontaneous onset of convection in a uniform phoretic channel},
author = {Sébastien Michelin and Simon Game and Eric Lauga and Eric Keaveny and Demetrios Papageourgiou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07667},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 11 figures, to appear in Soft Matter