振荡流中颗粒所受密度差引起的惯性力
摘要：振荡流已成为微流体学中不可或缺的工具，可通过满足惯性效应从而可靠、可控和无标记地位移和操作液体携带的物体。然而，对这种效应的定量描述一直局限于极端情况和特殊场景。在这里，我们发展了一个分析形式，给出了密度不匹配球形颗粒在任意背景流中的运动方程，从而推广了之前的工作。惯性力项是从流场的几何形状和已知的解析斯托克斯数依赖性中系统地导出的。通过独立的、第一原理的直接数值模拟，我们发现即使对于细胞或细菌等接近密度匹配的物体，这些力也很重要，可以实现它们的快速位移和分离。因此，我们的形式主义推广了Maxey-Riley方程，不仅包括颗粒的惯性，而且在大斯托克斯数极限下，还一致地恢复了Auton修正的附加质量以及远场声流力。
作者：Siddhansh Agarwal, Gaurav Upadhyay, Yashraj Bhosale, Mattia Gazzola and Sascha Hilgenfeldt
论文ID：2308.04423
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-09