跳舞团藻的稳定性
流体动力学
2020-09-23 v1 生物物理
摘要
团藻属的双鞭毛藻类细胞形成球形群体，通过数千根鞭毛的协调摆动在静止流体中垂直向上推进，这也使群体绕其竖直轴旋转。当它们在有限深度腔室中游泳时，Drescher等人[Phys. Rev. Lett. 102, 168101 (2009)]观察到，当两团(或更多)Volvox carteri群体靠近刚性水平边界时，会表现出流体力学束缚态。当边界在上方时，群体相互吸引并围绕彼此做“华尔兹”轨道运动；当边界在下方时，它们进行更复杂的“小步舞”运动。本文使用一种新颖的“球形 squirmer”群体模型来模拟这些舞蹈：不同于在球面(半径；为极角)上施加与时间无关但依赖于的切向速度，我们在半径为的球面上对流体施加与时间无关且均匀的切向剪应力，其中表示鞭毛长度。流体必须在半径的球面上满足无滑移条件。除剪应力外，运动还依赖于两个描述重力对群体影响的无量纲参数：，正比于非游泳群体沉降速度与其游泳速度之比；，表示群体为底部偏重这一事实……
引用
@article{arxiv.2001.02825,
title = {Stability of dancing Volvox},
author = {Takuji Ishikawa and T. J. Pedley and K. Drescher and Raymond E. Goldstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.02825},
year = {2020}
}