Analysis of a model microswimmer with applications to blebbing cells and mini-robots
Analysis of a model microswimmer with applications to blebbing cells and mini-robots
复制标题
分析微型游泳器模型及其在起泡细胞和微型机器人中的应用
DOI：
10.1007/s00285-018-1225-y
复制
发表时间：
2018
影响因子：
1.9
通讯作者：
Othmer, Hans G.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Qixuan;Othmer, Hans G.
最近的研究表明，运动细胞可以根据它们所处的环境来调整它们的推进模式。一种模式是游泳起泡或其他形状的变化，在本文中，我们分析了一类模型的气泡和纳米机器人在粘性流体中在低雷诺数的细胞运动。在个体水平上，形状变化包括连接的球体之间的体积交换，可以控制它们的分离，这是足够简单的，可以获得重要的分析结果。我们的目标是了解如何运动的效率取决于振幅和周期的体积交换时，球体接近接近在一个周期。以前的分析是预测广泛的分离，我们表明，速度显着增加的分离减少，由于强烈的流体动力学相互作用之间的密切联系的领域。扇贝定理断言，至少需要两个自由度，以产生净运动的形状变化的循环序列，我们表明，这些程度可以驻留在不同的游泳者的集体运动进行了研究。我们还表明，模式共享的不同组合会导致游泳运动员的翻译和表现的显着差异。
Recent research has shown that motile cells can adapt their mode of propulsion depending on the environment in which they find themselves. One mode is swimming by blebbing or other shape changes, and in this paper we analyze a class of models for movement of cells by blebbing and of nano-robots in a viscous fluid at low Reynolds number. At the level of individuals, the shape changes comprise volume exchanges between connected spheres that can control their separation, which are simple enough that significant analytical results can be obtained. Our goal is to understand how the efficiency of movement depends on the amplitude and period of the volume exchanges when the spheres approach closely during a cycle. Previous analyses were predicated on wide separation, and we show that the speed increases significantly as the separation decreases due to the strong hydrodynamic interactions between spheres in close proximity. The scallop theorem asserts that at least two degrees of freedom are needed to produce net motion in a cyclic sequence of shape changes, and we show that these degrees can reside in different swimmers whose collective motion is studied. We also show that different combinations of mode sharing can lead to significant differences in the translation and performance of pairs of swimmers.
登录
查看更多内容
不同尺寸颗粒的 Rotne-Prager-Yamakawa 近似在大分子珠模型中的应用
影响因子：
3.7
作者：
P. Żuk;E. Wajnryb;K. Mizerski;P. Szymczak
通讯作者：
P. Szymczak
影响因子：
1.9
作者：
Wang, Qixuan;Othmer, Hans G.
通讯作者：
Othmer, Hans G.
影响因子：
8.6
作者：
Underhill, Patrick T.;Hernandez-Ortiz, Juan P.;Graham, Michael D.
通讯作者：
Graham, Michael D.
DOI：
10.1137/siap
发表时间：
2020
期刊：
Jyväskylä studies in education, psychology and social research
影响因子：
--
作者：
김성연
通讯作者：
김성연
受细胞起泡启发的低雷诺数游泳者模型
DOI：
--
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
作者：
Qixuan Wang;Jifeng Hu;H. Othmer
通讯作者：
H. Othmer