多组分囊泡在流动中的摆动与翻滚

生物膜是蛋白质和分子的宿主，这些蛋白质和分子可能形成畴状结构，导致空间变化的材料性质。具有此类异质膜的囊泡在平衡态下可呈现复杂形状，并在置于流动中时表现出丰富的动力学。在小变形假设下，我们建立了一个降阶模型，用以描述粘性背景剪切流与二维不可伸长膜之间的流固耦合，该膜具有空间变化的弯曲刚度和自发曲率。相对于流速和内/外粘度对比，临界幅度的材料性质变化可以引发囊泡动力学的定性改变。具有近乎恒定弯曲刚度或自发曲率的膜经历小幅摆动运动（包括切向坦克履带式运动），而当材料变化足够大时，动力学将经历一个包含翻滚和膜材料周期性相位滞后的状态，并最终在材料变化非常大时转变为刚体翻滚行为。对于畴分布的偶数和奇数空间模式，发现了明显的差异。全数值模拟被用来检验理论预测，即使在研究大幅变形的膜时，这些预测似乎也有效。