三轴不对称驱动的旋转动力学与惯性流中的横向平衡位置
流体动力学
2025-11-18 v1
摘要
三轴不对称粒子在微流控、微机器人和生物系统中的应用日益增长，因此有必要理解其旋转动力学如何与横向迁移耦合。我们的实验在惯性波斯奥流中揭示了三轴多面体盘的几何不对称性如何决定其取向、迁移和旋转周期，使其区别于经典轴对称物体。我们识别出黛赫尼贝科夫效应引起的取向偏移，这种偏移随雷诺数和几何参数而变化，转变模式取决于粒子的主轴配置。我们量化了与杰弗里轨道预测的标量偏移，并引入了一个拟合参数，将惯性矩效应纳入旋转动力学的泛化杰弗里方程。最后，我们报告了离心力聚焦三轴不对称粒子的横向平衡位置的离心率直径作为预测指标。我们的结果将粒子不对称性与流中的迁移和旋转相联系，拓宽了对粒子动力学的理解。
引用
@article{arxiv.2511.11955,
title = {Triaxial Asymmetry Driven Rotational Dynamics and Lateral Equilibrium Position in Inertial Flow},
author = {Takayuki Suzuki and Anna B. Stephenson and Jinsik Yoon and Junghyun Bae and Sung-Eun Choi and Kilho Son and Diego Alba Burbano and Harrison Khoo and Wook Park and Soojung Claire Hur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.11955},
year = {2025}
}