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巴拉斯·埃兹兰;戴维·桑蒂兰

在压力驱动的通道流中输送稀释活性悬浮液。 （英语） Zbl 1381.76425号

J.流体力学。 777482-522（2015年）.
小结：活性粒子的受限悬浮液显示出特殊的动力学特征，其特征是壁堆积，以及施加压力驱动流时的上游游动、中心线耗竭和剪切捕集。我们使用理论和数值模拟，通过在一个简单的动力学模型中结合边界条件的详细处理，来研究限制和非均匀剪切对布朗活跃游泳运动员稀悬液动力学的影响，该模型中悬浮液的配置使用守恒方程进行描述对于粒子位置和方向的概率分布函数，其中忽略了粒子与粒子和粒子-球的水动力相互作用。基于该模型，我们首先研究了无水流条件下的限制效应，在这种情况下，动力学由游泳Péclet数或粒子轨迹在航道宽度上的持续长度比和第二个游泳者特定参数控制，该参数用于反测推进力。在弱推进和强推进极限下，导出了全分布函数的渐近表达式。对于有限推进，还使用分布函数的截断矩展开得到了浓度和极化剖面的解析表达式。与实验观测结果一致，报告并描述了宽河道中存在的浓度/极化边界层，表明主动悬浮液中的壁积累主要是一种不需要水动力相互作用的运动学效应。接下来，我们证明了应用压力驱动的Poiseuille流会导致粒子相对于流的净上游游动，并且在弱流极限下导出了平均上游速度的解析表达式。在较强的外加流中，我们还预测由于游动粒子向高剪切区的横流迁移，在通道中心线附近形成耗尽层，并且使用强流动极限中的渐近分析来获得耗尽层厚度的尺度，并使耗尽强度对流速的非单调依赖性合理化。我们的理论预测与动力学模型的有限体积数值模拟结果吻合良好，并且得到了微流体装置中细菌悬浮液的最新实验的支持。

引用于27文件

MSC公司：

76Z05个 生理流
76T20型 悬架
92立方35 生理流量

关键词：

生物流体动力学;微生物动力学;悬浮液
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{B.Ezhilan}和\textit{D.Saintillan}，J.流体力学。777482-522（2015年；Zbl 1381.76425）
全文： 内政部 arXiv公司

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