背景流对运动性诱导的相位分离的影响

科学领域:

• 软物质物理学 软物质物理学
• 非平衡的统计力学.
• 复杂的流体复杂的流体.

背景情况:

• 具有软排斥相互作用的活性布朗粒子 (ABP) 在没有流动的情况下表现出运动性诱导的相分离 (MIPS).
• 了解自我推进和外部流动之间的相互作用对于控制活性物质系统至关重要.

研究的目的:

• 为了研究活性布朗粒子中运动性诱导的相分离和流动性诱导的混合的综合效应.
• 在剪切流下识别和描述粒子分布的不同模式.

主要方法:

• 模拟活跃的布朗粒子被 subjected to a four-roll-mill flow. 在四个滚筒磨坊的流动中进行模拟.
• 引入无维参数:缩放时间 (τ) 和缩放速度 (V).
• 漂移速度,扩散率,平均平方位移,巨型数值波动,辐射分布函数和集群大小分布的分析.

主要成果:

• 根据缩放速度 (V) 和缩放时间 (τ) 确定了三种不同的ABP分配模式.
• 在低V,流量占主导地位,导致均的混合物.
• 在高V时,运动性占主导地位,导致MIPS.
• 一个中间状态 (V ~ 1) 显示了一个依赖于 τ 的过渡:对 τ < 1 的均质混合和对 τ > 1 的新鲜流动诱导相分离 (FIPS).

结论:

• 这项研究揭示了切割流中的活性布朗粒子的丰富相位图,由运动性和流量参数控制.
• 发现了一种新的现象,即流动诱导相位分离 (FIPS),由流动拓,粒子运动性和大小的相互作用驱动.
• 这些发现为在外部流条件下活性物质的基本行为提供了见解.