面向平面界面的黏性管状体理论

细丝在微观世界中无处不在。它们频繁出现于生物与工业环境中，并展现出多样而丰富的动力学行为。其广泛应用推动了专注于细丝行为的渐近方法特殊分支的发展，称为细长子体理论。细长子体理论通常计算高效，并聚焦于不太弯曲的孤立纤维的力学。然而，为探索更复杂的系统，需要超越这些标准限制的细长子体理论。近来，我们发展了针对缓慢黏性流动的管状体理论，这是一种类似于细长子体理论的方法，可精确确定高黏流体中任一孤立缆状物体上的流体动力牵引力。在本文中，我们将管状体理论扩展至模拟平面界面附近的细丝，方法是对平面界面旁物体的单层边界积分方程进行类似展开。在新理论（称为界面管状体理论）的推导中，我们建立了管状体理论级数表示收敛的判据，随后将其结果与壁面旁扁球体的边界积分模拟进行比较。发现界面管状体理论模拟能够捕捉靠近平面壁时的润滑效应。最后，我们模拟了自由界面下与平面壁下螺旋的流体动力学，以展示该技术的广泛适用性。