Periodic Orbits of Active Particles Induced by Hydrodynamic Monopoles.
Periodic Orbits of Active Particles Induced by Hydrodynamic Monopoles.
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流体动力单极子引起的活性粒子的周期轨道。
DOI：
--
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发表时间：
2019
影响因子：
8.6
通讯作者：
Ronojoy Adhikari
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Bolitho;Rajesh K. Singh;Ronojoy Adhikari
地球上对活跃粒子（如Volvox）的实验涉及重力、扭矩和伴随的单极流体流动。考虑到这些因素，我们分析了一对自推进、自旋的活性粒子在广泛分离的平行平面上的动力学。忽略由平面反射的流动，方向和水平分离的动力学是辛的，用哈密顿量精确地确定极限环振荡。在底部平面附近，重力扭矩阻尼和反射流激发了这个振荡器，维持了第二个极限环，这个极限环可能与第一个极限环有扰动关系。我们的工作为舞蹈团藻提供了一个理论，并强调了单极流在活性物质中的重要性。
Terrestrial experiments on active particles, such as Volvox, involve gravitational forces, torques and accompanying monopolar fluid flows. Taking these into account, we analyze the dynamics of a pair of self-propelling, self-spinning active particles between widely separated parallel planes. Neglecting flow reflected by the planes, the dynamics of orientation and horizontal separation is symplectic, with a Hamiltonian exactly determining limit cycle oscillations. Near the bottom plane, gravitational torque damps and reflected flow excites this oscillator, sustaining a second limit cycle that can be perturbatively related to the first. Our work provides a theory for dancing Volvox and highlights the importance of monopolar flow in active matter.
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