在有限时间内穿越薄润滑油膜
流体动力学
2024-08-06 v1
摘要
本研究探讨了粒子克服薄流体膜施加的水动力阻力，以实现有限时间接触的动力学过程。这种现象在酶酶化、催化及囊泡运输等自然与工程过程中至关重要。基于润滑理论框架，即阻力随薄膜厚度成反比，我们探讨了粒子在受恒定力时理论上需需无限时间才能接触的情形下，如何实现有限时间接触。我们进行实验，使球形粒子在重力和磁力作用下下沉，后者引入了空间变力。我们的发现表明，空间变力显著改变了下沌轨迹，使得有限时间接触成为可能。结果得到一个简易模型的支持，该模型关联水动力阻力与空间变力的影响。最后，我们说明可从运动学观察中推断力的大小。本研究表明，变力可被利用以克服润滑障碍，为设计自组装系统和改进表面相互作用提供了潜在应用。
引用
@article{arxiv.2408.02443,
title = {Traversing a thin lubricant film in finite time},
author = {John Sebastian and Alexander L. Schødt and Kaare H. Jensen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.02443},
year = {2024}
}