Hydrodynamics of micro-swimmers in films
Hydrodynamics of micro-swimmers in films
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电影中微型游泳者的流体动力学
DOI：
--
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发表时间：
2015
影响因子：
3.7
通讯作者：
T. Shendruk
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Mathijssen;A. Doostmohammadi;J. M. Yeomans;T. Shendruk
表面和界面影响微生物生命的主要机制之一是通过扰动游泳产生的水动力流动。通过对一系列递归图像系统的求和，我们得到了在平行无滑动面和无剪切界面之间的粘性薄膜中的三维流场(点力)的易于数值处理的近似，并由此格林函数计算了无作用力和无扭矩的微型游泳者产生的流动。我们还将LIron&Mochon(J.Engng Maths，Vol.10(4)，1976，pp.287-303)的精确解推广到薄膜几何中，这表明，如果薄膜足够厚，与泳者尺寸相比，图像序列给出了令人满意的近似游泳者的流场，并导出了薄膜极限下的游泳者流动。集中在厚膜的情况下，我们发现偶极矩导致偏向于游泳者在无滑移壁而不是水-气界面聚集，但高阶多极矩可以相反。在解析预测的基础上，我们提出了一种实验方法来寻找引起圆形游泳轨迹的多极系数，使人们能够在显微镜下解析地确定游泳运动员的三维位置。
One of the principal mechanisms by which surfaces and interfaces affect microbial life is by perturbing the hydrodynamic flows generated by swimming. By summing a recursive series of image systems, we derive a numerically tractable approximation to the three-dimensional flow fields of a stokeslet (point force) within a viscous film between a parallel no-slip surface and a no-shear interface and, from this Green’s function, we compute the flows produced by a force- and torque-free micro-swimmer. We also extend the exact solution of Liron & Mochon (J. Engng Maths, vol. 10 (4), 1976, pp. 287–303) to the film geometry, which demonstrates that the image series gives a satisfactory approximation to the swimmer flow fields if the film is sufficiently thick compared to the swimmer size, and we derive the swimmer flows in the thin-film limit. Concentrating on the thick-film case, we find that the dipole moment induces a bias towards swimmer accumulation at the no-slip wall rather than the water–air interface, but that higher-order multipole moments can oppose this. Based on the analytic predictions, we propose an experimental method to find the multipole coefficient that induces circular swimming trajectories, allowing one to analytically determine the swimmer’s three-dimensional position under a microscope.
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影响因子：
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作者：
Hill, Jane;Kalkanci, Ozge;Koser, Hur
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作者：
Berke, Allison P.;Turner, Linda;Lauga, Eric
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Lauga, Eric
泊肃叶流中细长微型游泳器的周期和准周期运动
DOI：
10.1140/epje/i2013-13004-5
发表时间：
2013
期刊：
The European Physical Journal E
影响因子：
--
作者：
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H. Stark
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作者：
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