对称脉动气泡在各向异性流体中通过向列动力学实现游动
软凝聚态物质
2023-07-20 v1 流体动力学
摘要
在低雷诺数流体中游动需要打破时间反演对称性和中心对称性。微游动器常具有不对称形状，表现出非互易运动或利用非平衡过程推进。周围流体的作用也引起了关注，因为流体的粘弹性、非牛顿性和各向异性性质会影响推进效率和导航。在此，我们通过实验证明，各向异性流体——向列相液晶(NLC)——能使脉动球形气泡游动，尽管其具有中心对称的形貌和时间对称的运动。NLC通过伴随气泡的拓扑缺陷所形成的变形向列指向场打破了中心对称性。向列动力学使得脉动诱导的流体流动中出现非互易性。我们还报道了受限导致的速度增强，以及由弯曲向错线修饰的另一对称破缺气泡的推进。我们的实验与理论阐明了复杂流体中物体通过时空对称性破缺运动的另一种可能机制。
引用
@article{arxiv.2307.10121,
title = {Symmetrically pulsating bubbles swim in an anisotropic fluid by nematodynamics},
author = {Sung-Jo Kim and Žiga Kos and Eujin Um and Joonwoo Jeong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.10121},
year = {2023}
}