活性微藻的强受限导致涡旋流反转与混合增强
软凝聚态物质
2022-01-26 v3
摘要
微生物在黏性流体中游动时，将其推进机制印刻于其所产生的流场中。这些游动体在刚性边界间的极端受限在自然与技术情境中常有出现，但此 regime 下其力学行为的测量尚属空白。在此，我们表明，将微藻 Chlamydomonas 强受限在两平行板之间，不仅通过其与壁面的接触摩擦抑制其运动能力，而且出于纯力学原因导致周围涡旋流的反转。实验的见解引出了一种基于准二维 Brinkman 近似（而非通常的镜像法）对 Stokes 方程的流场简化理论描述。我们认为，尽管摩擦更高，这种涡旋流反转带来了增强流体混合的优势。总体而言，我们的结果提供了一个分析强受限游动体集体流场的综合框架。
引用
@article{arxiv.2003.02040,
title = {Strong confinement of active microalgae leads to inversion of vortex flow and enhanced mixing},
author = {Debasmita Mondal and Ameya G. Prabhune and Sriram Ramaswamy and Prerna Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02040},
year = {2022}
}
备注
Version accepted for publication in eLife. 42 pages, 12 figures