自约束下运动的双流体模型

幽门螺杆菌通过入侵保护上皮细胞的黏液层，在人类胃部引起溃疡。它通过化学方法将黏液的流变特性从高强度黏弹性凝胶改变为低黏度溶液，从而在其中自主推进。我们针对这一在自生成约束下游泳的过程发展了双流体模型。我们精确求解了位于两个牛顿流体球对称系统中的球形游泳者的流动和游动速度，该系统的边界随游泳者移动。我们还单独处理了外部流体静止的特殊情况。在所有情况下，我们刻画了流场、其空间衰减，以及黏度比和约束程度对模型游泳者游动速度的影响。流动的空间衰减保持与单一流体中运动相同的幂律衰减，但幅度减小。无论选择何种假设来刻画约束对游泳者施加驱动的影响，其游动速度总是随约束程度的增加而降低。我们的建模结果表明，需要至少六倍于有效游泳者尺寸的低黏度区域才能产生与无限流体中运动相似的速度，对于幽门螺杆菌对应于尺寸大于$\approx 25~\mu$m的区域。