权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Bifurcation structure and collective motions of a self-propelling droplet driven by surfactant

表面活性剂驱动自推进液滴的分叉结构和集体运动

基本信息

批准号：
21K03855
负责人：
市川正敏
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、自己駆動して遊泳運動する液滴が示す直進運動が湾曲運動へと転化するメカニズムの解明を目指している。前年度はサイズの大きい液滴であるほど直進運動から湾曲運動へと運動様相を変化させる性質について実験と数理モデルの両面から研究を進めた。その結果、遊泳モードの転移に伴うゆらぎや摂動に対する直進安定性の変化という転移的な現象であることを明らかにした。しかし、熱ゆらぎや界面活性剤の濃度ムラ、ミセル化反応に見られる平衡から外れたノイズなど多様なノイズ源に対してどの様な運動軌道を示すかは不明であった。今年度は、この外部摂動やノイズに対する応答について数理モデル上での運動変化を検討し、実験で得られる軌道との比較から、動きに関する主要な特徴を左右している要素を考察した。実験では自己遊泳液滴のサイズが増大すると直進性が弱くなり、半径７０～１００μｍを境に湾曲運動となる結果が得られている。この空間スケールで液滴表面の界面活性剤濃度分布の双極子成分の向きや液滴の速度ベクトルに働く摂動としては、液滴自体のブラウン運動、航跡などに残される濃度むら、膨潤ミセル形成の振動的なダイナミクス等が候補になる。それらを想定し、ガウシアンホワイトノイズとスポラディックノイズの２種類を検討した。スポラディックノイズは造語であり、長時間の統計はポアソン的であるが液滴運動の時間スケールでは間欠的にランダムなパルスが与えられるノイズ形状になっている。両者をそれぞれ運動の転移点をはさんで直進状態と湾曲運動状態に当たる条件に加えて数値計算を行った。ノイズは進行方向を直接揺動するので共にノイズを反映するが、直進条件のものはノイズ幅が縮小される形で運動軌道に反映され、湾曲条件では拡大された。特にスポラディックノイズは実験の軌道と定性的に一致する事から、実験での摂動が濃度むらが第一候補である事を提案した。

The purpose of this study is to show that the liquid droplets of the swimming and swimming movements are going straight into the bay music, and that the goal is to understand the target. In the previous year, there has been a great deal of progress in the research on the study of the mathematical and physical aspects of the bay music movement in the previous year. The result of the experiment shows that the movement of the swimming machine is accompanied by the movement of the engine, which leads to the improvement of stability and stability. The activity of the interface is sensitive to the temperature, the temperature and the temperature. This year, in the course of this year, we have been able to respond to the information on the mathematical and physical education of the students in the mathematical and physical education systems. this year, in the current year, in the year of the year, we have been asked to answer questions about the factors of the mathematics, mathematics and physics. The swimming droplets of our own swimming droplets were measured in a wide range of direct and weak temperatures with a radius of 70 ~ 100 μ m. The results showed that the results were satisfactory. The distribution of the interfacial activity of the droplets on the surface of the droplets, the double components of the droplets, the velocity of the droplets, the speed of the droplets, the self-loading of the droplets, the residual temperature of the aircraft, and the expansion of the liquid droplets, the temperature distribution of the liquid droplet surface and the interface activity distribution on the surface of the droplets, the double sub-components of the droplets, the velocity of the droplets, the speed of the droplets, the temperature of the droplets, the residual temperature of the aircraft, the residual temperature of the aircrafts, and so on. If you want to make a decision, please do not know if you want to make a decision. It is necessary to change the number of cold water droplets that have been in operation for a long period of time, such as those that have not been recorded for a long time. The state of motion is calculated when the conditions are increased and the number of passengers is calculated. In the direction of operation, there is a direct movement in the direction of the train, and there is a general response in the direction of the operation. The direct response is to reflect the movement in the direction of the movement, the direct response, the direction, the direction, the direction and the direction. In this connection, we would like to express our special thanks to the agreement on the nature of the event and the proposal on the first waiting list.