周期性微游动者阵列引起的搅拌

流体中游动微生物或人工自驱动胶体与被动（示踪）颗粒之间的相互作用会导致示踪物的扩散增强。这种增强引起了浓厚兴趣，因为它可能带来解决微流控尺度混合难题的新策略。该主题的大部分理论工作聚焦于本体流体中示踪粒子与游动者之间的流体动力学相互作用。然而在模拟中，周期性边界条件（PBCs）常被施加于样本与流体。本文中，我们从理论上分析 PBCs 对示踪粒子与微游动者之间流体动力学相互作用的影响。我们针对游动者产生的一阶应力子奇点构造了 Ewald 求和，以探究 PBCs 对示踪轨迹的影响。我们发现，即便在相对较小的游动者-示踪物间距下，向系统中引入周期性也会产生出乎意料的显著影响。我们还发现，本体极限仅在非常大的系统尺寸下才能达到，而这对大多数流体动力学求解器而言难以模拟。