Weakly nonlinear analysis of pattern formation in active suspensions
Weakly nonlinear analysis of pattern formation in active suspensions
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主动悬架模式形成的弱非线性分析
DOI：
10.1017/jfm.2022.392
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发表时间：
2022
影响因子：
3.7
通讯作者：
Shelley, Michael J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ohm, Laurel;Shelley, Michael J.
我们考虑了Stokes流中活性棒状粒子的Saintillan-Shelley动力学模型(Saintillan&Shelley，Phys.《莱特牧师》，第100卷，第17期，2008年a，178103；圣蒂兰和雪莱，物理出版社。流体，第20卷，第12期，2008b，123304)，已知推进器颗粒的均匀各向同性悬浮液在某些设置中是不稳定的。通过弱非线性分析和数值模拟，我们准确地确定了各向同性稳态在不同参数范围内的失稳情况。我们研究了系统允许的各种类型的分叉，包括亚临界和超临界Hopf分叉和干叉分叉。阐明这个系统在这些分叉附近的行为提供了一种理论手段，可以将该模型与其他过渡到湍流的物理系统进行比较，并对主动悬架中分叉的性质进行预测，这可以通过实验来探索。
We consider the Saintillan–Shelley kinetic model of active rod-like particles in Stokes flow (Saintillan & Shelley, Phys. Rev. Lett., vol. 100, issue 17, 2008a, 178103; Saintillan & Shelley, Phys. Fluids, vol. 20, issue 12, 2008b, 123304), for which the uniform isotropic suspension of pusher particles is known to be unstable in certain settings. Through weakly nonlinear analysis accompanied by numerical simulations, we determine exactly how the isotropic steady state loses stability in different parameter regimes. We study each of the various types of bifurcations admitted by the system, including both subcritical and supercritical Hopf and pitchfork bifurcations. Elucidating this system's behaviour near these bifurcations provides a theoretical means of comparing this model with other physical systems that transition to turbulence, and makes predictions about the nature of bifurcations in active suspensions that can be explored experimentally.
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DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
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通讯作者：
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通讯作者：
D. Wan;Guangrui Sun;Mengqi Zhang
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