活性横向各向同性介质中的黏性推进

泰勒游泳片是微尺度推进和泵送的经典模型。许多生物流体和物质是纤维状的，其微观结构具有优先方向；例如宫颈黏液由聚合物分子形成定向纤维网络。此外，细长运动细胞的悬浮液产生一种活性定向物质。为了理解这些效应如何改变黏性推进，我们通过埃里克森（Ericksen）的横向各向同性流体模型扩展了泰勒关于“游泳片”的小振幅零雷诺数推进的经典模型，该模型在应变率上是线性的且拥有一个显著方向。游泳的能量代价被所有流变参数和初始纤维角度显著改变。在被动横向各向同性流体中的推进产生增强的平均做功速率，与初始纤维取向无关，且能量代价对由纤维引起的拉伸和剪切黏度增强呈近似线性依赖。在此状态下，平均游泳速度与牛顿情形相同。埃里克森应力模型中的常数项（可识别为纤维张力或表征活性流体的应力子）的效应也被考虑。该应力引入了角度依赖性并剧烈改变流线和流场；与游泳方向对齐的纤维增加了游泳片的能量需求。如果相对于其他流变参数足够大，恒定纤维应力可能导致平均游泳速度反向以及负的平均做功速率。