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活性粒子的瞬态分散过程。 (英语) Zbl 1476.76102号

小结:活性粒子经常在密闭环境中游泳。输运机制,特别是泰勒色散模型所反映的全局输运机制对各种应用都有很大的实际意义。对于受限流动中的主动弥散过程,以往的分析研究集中于弥散特性的长期渐近值。只有几项数值研究初步研究了时间演化。扩展了作者最近的研究[J.Fluid Mech.889,论文编号A18,34 p.(2020;Zbl 1460.76975号)]本文对瞬态过程进行了半解析研究。基于分布矩,探讨了局部分布在有界截面定向空间中的时间演化,即漂移、弥散性和偏度。由于被动输运问题的经典积分变换方法由于自身脉冲效应而不适用,我们引入了双正交展开法来求解。分别施加了两种类型的边界条件,即反射条件和壁面堆积的Robin条件。通过对球形和椭球形游泳者在平面Poiseuille流中分散的详细研究,揭示了游动、剪切流、初始条件、壁面堆积和颗粒形状对瞬态分散过程的影响。游动诱导扩散使局部分布比被动粒子更快地达到平衡状态。尽管壁面堆积显著影响了局部分布和漂移的演化,但到达泰勒区的时间尺度没有明显变化。剪切诱导的椭球形颗粒排列可以增大分散性,但对漂移和偏度影响较小。

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76Z10号 水和空气中的生物推进
92立方厘米 生物力学
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