Dynamics and Rheology of Vesicle Suspensions in Wall-Bounded Shear Flow
结合分子动力学和介观流体动力学模拟，研究了流体囊泡或红细胞悬浮液的动力学和流变学。囊泡悬浮液被限制在两个非滑动壁之间，其被外部驱动以产生具有剪切速率$\dotγ$的剪切流。的流动行为进行了研究作为$\dotγ$，囊泡的体积分数，和内部和外部流体之间的粘度对比的函数。两个囊泡的相遇和相互作用，悬浮液的特性粘度，以及壁附近的无细胞层的结果。
2013-04-03 cond-mat.soft
A theoretical study on the dynamics of a compound vesicle in linear shear flow
有核细胞在剪切流中的动力学在癌细胞和循环肿瘤细胞中具有很大的相关性，其中它们主导血液的动力学。由于巨单层囊泡在解释红细胞等无核细胞动力学方面的成功，复合囊泡被认为是有核细胞的简单模型。在这项工作中，提出了一个理论模型来研究线性剪切流中的复合囊泡的变形和动力学，采用小变形理论和球谐函数与膜力的高阶近似。结果表明，内囊泡的大小不影响坦克踩踏动力学的外囊泡。内囊泡允许比外囊泡更大的倾斜角。然而，向颤抖-摆动和翻滚的过渡受到显著影响。内外囊泡表现出相同的动力学在大多数修改后的粘度剪切速率参数空间。在中等大小的内囊泡，观察到的摆动模式的内囊泡，而外囊泡表现出翻滚。内囊泡也表现出TU模式到IUS-中间翻滚摆动模式的修改。此外，同步的两个囊泡在较高的内囊泡尺寸和毛细血管数敏感的运动在小内囊泡尺寸观察在翻滚制度。这些结果与Levant和Steinberg 2014报告的少数实验观察结果一致。当内囊泡是固体内含物时，随着内囊泡尺寸的增加，观察到倾角减小。此外，在修正的粘度-剪切速率参数空间中给出了一个非常精细的相图，这可以在未来的实验或数值模拟中进行检验
2018-12-01 cond-mat.soft
Two-Dimensional Vesicle Hydrodynamics from Hydrophobic Attraction Potential
我们开发了一个新的模型，据我们所知，多体流体动力学的两亲性Janus粒子悬浮在粘性背景流。Janus粒子通过疏水吸引势相互作用，导致自组装成双层结构。我们采用一种有效的积分方程方法来解决屏蔽拉普拉斯方程的疏水吸引力和解决流动性问题的水动力相互作用。积分方程公式准确地捕捉到近接触边界的相互作用。在线性剪切流作用下，我们观察到了由Janus粒子组成的二维囊泡的坦克踩踏变形。结果产生测量单层间摩擦，膜渗透性，并在大的剪切速率，膜破裂。模拟研究包括抛物流中的囊泡和剪切流和拉伸流中的囊泡-囊泡相互作用。Janus颗粒囊泡的流体动力学复制了不可伸展的弹性囊泡膜的行为。
2021-10-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamic lift of vesicles under shear flow in microgravity
在微重力条件下研究了平行板之间剪切流中囊泡悬浮液的动力学，其中囊泡仅受到流体动力学效应，例如由于壁和阻力的存在而产生的升力。由于数字全息显微镜，在抛物线飞行和正常重力条件下，囊泡的空间分布的时间演变已被记录。收集的数据表明，囊泡以与$\dotγ R^3/z^2$成比例的提升速度被推离壁，其中$\dotγ$是剪切速率，$R$是囊泡半径，而$z$是其离壁的距离。这种比例以及升力速度对囊泡长宽比的依赖性与Olla [J. Phys. II France { \bf 7}，1533- 1540（1997）]的理论预测是一致的。
2008-04-09 cond-mat.soft
Fluid Vesicles with Viscous Membranes in Shear Flow
研究了剪切流中膜粘度对囊泡动力学的影响。我们提出了一种新的模拟技术，它结合了三维多粒子碰撞动力学的动态三角形膜模型的溶剂。随着膜粘度的增加，囊泡从稳定的坦克踩踏过渡到不稳定的翻滚运动。根据减少的体积和膜粘度，剪切可以诱导两个discocyte-to-prolate和prolate-to-discocytetransformation。这种动力学行为可以从一个简化的模型中理解。
2004-04-15 cond-mat.soft
Two-dimensional Vesicle dynamics under shear flow: effect of confinement
采用二维格子Boltzmann方法研究了两平行平板间剪切流作用下单个囊泡的动力学行为。我们首先介绍了我们如何适应的格子玻尔兹曼方法模拟囊泡动力学，使用的方法从浸没边界法。在欧拉规则固定网格上计算流体流动，而囊泡膜的位置由拉格朗日移动网格跟踪。作为基准测试，已知的囊泡平衡形状在静止的流体中被发现和简单剪切流动下的囊泡的动力学行为被再现。此外，我们专注于调查的动态约束的效果，到目前为止，很少有人关注的问题。特别是，我们研究了如何在坦克踩踏制度的囊泡稳定的倾角取决于禁闭的程度。分析了约束对复合流体有效粘度的影响。在一个给定的减少体积（溶胀度）的囊泡，我们发现，无论是倾斜角，和膜坦克踩踏速度随限制的增加而减少。在足够大的约束度下，坦克踩踏速度表现出非单调的依赖于约化体积和有效粘度表现出非线性行为。
2011-05-31 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Swinging and Tumbling of Fluid Vesicles in Shear Flow
简单剪切流中的流体囊泡的动力学研究使用动态三角形化表面的中尺度模拟，以及基于两个变量的理论方法，形状参数和倾角，其中没有可调参数。我们表明，在著名的坦克踩踏和翻滚状态之间，可以出现一个新的“摇摆”状态。我们预测的动态相图的剪切速率，膜和内部流体的粘度，和减少囊泡体积的函数。我们的结果与最近的实验结果吻合得很好。
2006-11-14 cond-mat.soft
Influence of shear flow on vesicles near a wall: a numerical study
我们描述了三维流体囊泡在稳定的剪切流附近的壁的动力学。这是在低雷诺数下使用边界元法进行数值分析。面积不可压缩囊泡表现出弯曲弹性。由于粘附或重力引起的力与驱动囊泡远离壁的流体动力学升力相反。我们调查了三起案件。首先，将中性浮力囊泡放置在仅作为几何约束的壁附近。我们发现，提升速度是线性比例的剪切速率和囊泡和壁之间的距离的增加而减小。第二，对于充满密度更大的流体的囊泡，我们发现了一个静止的悬停状态。我们提出了一个估计的粘性升力，这似乎同意最近的实验Lorz等人。信件：第51卷，468（2000）]。第三，如果壁施加一个额外的粘附力，我们调查的动态脱粘转变发生在一个粘附强度线性正比于剪切速率。
2001-02-07 cond-mat.soft
Dynamics of Fluid Vesicles in Oscillatory Shear Flow
本文用泰勒变形参数和倾角$θ$二元微分方程研究了振荡剪切流中流体泡的动力学。在具有低粘度$η_{\rm {in}}$的内部流体的稳定剪切流中，囊泡表现出具有恒定倾角$θ_0$的稳定的罐踏运动。在低剪切频率的振荡流中，对于零平均剪切速率或有限平均剪切速率$\dotγ_{\rm m}$，$θ$分别在$\pm θ_0$之间或在$θ_0$附近振荡。随着剪切频率$f_γ$增加，囊泡振荡相对于剪切振荡变得延迟，并且振荡幅度减小。在高$f_γ$和$\dotγ_{\rm m}=0$时，发现在$θ_0-π$和$-θ_0$之间出现另一个极限环振荡。在稳定流中，$θ$在高$η_{\rm {in}}$下周期性地旋转（翻滚），并且$θ$和囊泡形状在中$η_{\rm {in}}$和高剪切速率下振荡（摆动）。在振荡流中，两个或多个极限环振荡的共存可能会发生低$f_γ$在这些阶段。对于具有固定形状的囊泡，角度$θ$在振荡周期之后旋转回到原始位置。然而，它被发现，一个优选的角度可以诱导由小的热波动。
2009-11-07 cond-mat.soft
Rheological properties of sheared vesicle and cell suspensions
对囊泡悬浮液的二维动力学和流变学特性进行了数值模拟。采用了一种混合方法，它结合了介观方法的溶剂与膜的曲率弹性模型。剪切流是由两个反向滑动的平行壁引起的，这两个壁产生线性流动剖面。的流动行为进行了研究，为各种囊泡浓度和粘度比之间的内部和外部流体。随着粘度比的增加，特性粘度和近壁耗尽层的厚度都增加。
2014-12-01 cond-mat.soft
Dynamics of a multicomponent vesicle in shear flow
我们研究了完全非线性，非局部动力学的二维多组分囊泡在剪切流与匹配的粘度的内部和外部流体。利用非刚性拟谱边界积分方法，研究了两相系统在非均匀弯曲作用下的动力学斑图。数值结果表明，存在着新的相位踩踏和翻滚机制，不能观察到一个均匀的囊泡。特别是，不像众所周知的稳定的坦克踩踏动力学的特点是一个固定的倾角，在这里的相位踩踏机制导致不稳定的周期性动态与振荡的倾角。当平均相浓度约为1/2时，即使在非常低的剪切速率下，我们也观察到翻滚动力学，并且翻滚所需的多余长度显著小于单相情况下的值。我们总结了我们的结果在相图中的剩余长度，剪切速率，和浓度的软相。这些研究结果超越了众所周知的均匀囊泡的动力学制度，并突出了由于异质材料性质的流体中的囊泡动力学的复杂程度。
2016-10-31 cond-mat.soft
Rolling vesicles: From confined rotational flows to surface-enabled motion
本研究开发了利用润滑力在基底上滚动的能动囊泡，其活动源于内部驱动旋转颗粒产生的受限流动，为复杂环境中的高效运动提供了设计原则。
2024-03-05 cond-mat.soft
Numerical study of a confined vesicle in shear flow at finite temperature
研究了有限温度下剪切流作用下封闭在通道中的囊泡的动力学和流变学。研究了有限温度对囊泡运动和体系粘度的影响。一个二维的数值模型，其中包括热波动，是基于组合的分子动力学和介观流体力学，是用来执行一个详细的分析在很宽的范围内的Peclet数（剪切速率的旋转扩散系数的比率）。悬浮液的粘度被发现是一个单调增加的函数的粘度对比度（封装的流体的粘度的比，周围的流体）在坦克踩踏和翻滚制度由于不同的温度依赖性机制的相互作用。热效应引起囊泡的形状和倾斜度波动，囊泡也经历穿过通道的布朗扩散，从而增加粘度。当增加Peclet数时，这些影响减小。
2022-10-01 cond-mat.soft
Tank-treading as a means of propulsion in viscous shear flows
使用坦克踩踏作为一种手段的推进microswimmers在粘性剪切流被考虑到exam.We讨论的可能性，囊泡能够控制漂移在外部剪切流，通过局部改变其自身膜的弯曲刚度。通过准球形极限的解析计算，确定了在外部流动中的坦克踩踏囊泡的静止形状和取向，在膜不均匀性中工作到最低阶。膜的不均匀性在形状演化方程中作为额外的力项起作用，其可用于平衡流体动力学应力的影响，从而允许囊泡呈现否则将被禁止的形状和取向。囊泡的形状和方向所需的横向迁移的流动，连同弯曲刚度的配置文件，将导致这样的形状和方向，被确定。一个简单的模型，其中一个囊泡是能够向上或向下迁移的浓度场的梯度，通过硬化或软化其膜，在响应罐踩踏过程中所经历的浓度水平的变化。
2011-07-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fluid membranes in hydrodynamic flow fields: Formalism and an application to fluctuating quasi-spherical vesicles in shear flow
研究了单流体双层膜在外部流体动力学流场中的动力学行为。确定性的运动方程的配置推导出同时考虑周围液体的粘性耗散和局部不可压缩的膜。对于剪切流中的准球形囊泡，热波动可以纳入一个Langevin型运动方程的变形幅度。该方程的解显示了稳态坦克履带形状的过阻尼振荡方法。倾斜角和弹性的轮廓被确定为过剩面积和剪切速率的函数。数值结果和实验的比较进行了讨论。
1998-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical regimes and hydrodynamic lift of viscous vesicles under shear
采用细观尺度模拟技术研究了剪切流中二维粘性囊泡的动力学行为，分别在囊泡内外具有不同的流体粘度$η_{\rm in}$和$η_{\rm out}$。在大剪切速率下，除了常见的踩踏和翻滚运动外，还观察到了振荡摆动运动。这种摆动运动的存在需要在两个维度上激发高阶波动模式（超越椭圆变形）。将Keller-Skalak理论推广到可变形二维囊泡，从而可以预测约化剪切速率和粘度差$η_{\rm in}/η_{\rm out}$的动态相图。模拟结果被发现是在良好的协议与理论预测，当热涨落纳入理论。此外，流体动力学升力，作用于囊泡剪切下靠近壁，确定从模拟各种粘度对比。为了比较，升力的数值计算中没有热波动，使用边界积分法相等的内部和外部的粘度。这两种方法表明，升力的依赖性的距离$y_{\rm {cm}}$的囊泡质心从壁是很好地描述了一个有效的幂律$y_{\rm {cm}}^{-2}$的中间距离$0.8 R_{\rm p} \lesssim y_{\rm {cm}} \lesssim 3 R_{\rm p}$与囊泡半径$R_{\rm p}$。边界积分计算表明，随着$1/[y_{\rm {cm}}\ln(y_{\rm {cm}})]$远离壁面，升力渐近衰减。
2009-06-23 cond-mat.soft
Dynamical behavior of compound vesicles in wall-bounded shear flow
Istituto Applicazioni Calcolo, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（意大利国家研究委员会计算应用研究所）
研究通过二维模型分析复合囊泡在剪切流中的动力学行为，揭示热波动对trembling和swinging运动的影响，并发现高填充分数下外层囊泡的波动运动特征。
2025-11-17 cond-mat.soft physics.comp-ph
Two-Dimensional Fluctuating Vesicles in Linear Shear Flow
研究了有限温度下二维囊泡在线性剪切流中的随机运动。在小变形的限制下，从一个圆，Langevin型的运动方程，这是高度非线性的，由于约束的恒定周长。这些方程在低温极限下求解，并使用平均场方法，其中长度约束仅平均满足。该约束在低温下施加最低变形模式之间的非平凡相关性。我们还模拟了囊泡在流体动力学溶剂中使用的多粒子碰撞动力学技术，无论是在准圆形政权和较大的变形，并比较固定的变形关联函数和时间自相关函数与理论预测。理论和模拟之间的良好协议。
2007-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic lift on bound vesicles
结合囊泡受到横向力，如剪切流所产生的理论研究结合的润滑分析的约束部分的缩放方法的全球运动。由于横向和坦克踩踏运动的附加效应，受约束部分的微小倾斜导致显著的升力。随着剪切速率的增加，囊泡在临界值处从基底上脱离。估计与最近的实验数据一致。
1999-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of Three-Dimensional Vesicles in DC Electric fields
对三维囊泡电流体动力学进行了数值和系统参数研究，以探讨不同流体和膜性质的影响。在直流电场的存在下，被认为是在线性剪切流的存在和不存在下的囊泡的动力学。对于悬浮囊泡，它示出的内部和外部流体之间的电导率比和粘度比，以及囊泡膜电容，从根本上影响所需的最小电场强度诱导一个完整的Prolate-Oblate-Prolate transition. Also，存在一个临界电场强度以上的囊泡将不再翻滚时，暴露于线性剪切流。
2015-03-02 cond-mat.soft
The effect of AC electric field on the dynamics of a vesicle under shear flow in the small deformation regime
在介电电泳装置或用于连续流电融合或电穿孔的装置中，可以遇到同时剪切和电场下的囊泡或生物细胞。在这项工作中，受到同时剪切和均匀的交流电场的囊泡的动力学研究在小变形极限。囊泡取向和形状演变的耦合方程的理论推导和产生的非线性方程进行数值处理，以产生相关的相图，演示不同的动力学制度，如坦克踩踏（TT），颤抖（TR）和翻滚（TU）上的电参数的效果。据发现，而电梅森数（Mn），它代表的电力的相对强度的剪切力，促进TT制度，响应本身被发现是敏感的所施加的频率以及电导率比。虽然较高的外部电导率促进沿流动轴的取向，但当内部电导率较高时，有利于沿电场的取向。类似地，当外部电导率较高时，仅通过频率的改变就可以将取向从电场的方向切换到流动的方向。有趣的是，在某些情况下，电场诱导的变形和剪切之间的耦合可以导致系统允许中间TU状态，同时在高Mn下获得TT状态。结果可以使得能够设计更好的介电泳装置，其中可以根据应用控制停留时间以及囊泡悬浮液的动态状态。
2018-01-20 cond-mat.soft
Microscopic structure and dynamics of shear-thinning suspensions of polydisperse, repulsive vesicles
本文研究了阳离子表面活性剂囊泡分散体系的流变学、微观结构与动力学，发现其在低浓度下出现剪切变稀行为，并指出该现象源于高多分散性与拥挤效应耦合产生的熵效应导致的瞬态结构非线性响应。
2025-04-28 cond-mat.soft
Hydrodynamics and rheology of a vesicle doublet suspension
采用高阶自适应时间边界积分方法，数值模拟了不同流动条件下粘性二维囊泡偶体的动力学行为。在静止的流动中，两个相邻的囊泡在粘附势的作用下缓慢地向彼此移动，将它们之间的流体推出，以在平衡时形成囊泡双峰。润滑分析这样的排水的薄膜给出的排水时间的依赖关系的粘附强度和分离距离是在良好的协议与数值计算结果。在平面拉伸流中，我们发现只有当两个囊泡在驻点附近迎面碰撞时，才会形成稳定的囊泡双峰。在微流体阱中，通过主动控制回路将伸展流的停滞动态地放置在囊泡双峰的中间，观察到囊泡双峰的新颖动力学。数值模拟结果表明，存在一个临界拉伸流速，在此流速以上，扩散流克服了粘附作用，从而提供了一种简单的方法来测量两个囊泡膜之间的粘附强度。在平面剪切流中，数值模拟表明，囊泡双峰可以形成提供的粘附强度是足够大的在一个给定的囊泡减少面积。一旦形成了一个双峰，它的振荡动力学被发现依赖于粘合强度和它们的减少面积。此外，有效的剪切粘度的稀释悬浮液的囊泡双峰被发现是一个功能的减少面积。这些数值研究和分析的结果揭示了粘性流体中囊泡之间的粘附相互作用的流体动力学和流变学后果。
2019-07-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Long-range hydrodynamic effect due to a single vesicle in linear flow
囊泡参与了生物体中各种各样的运输过程。此外，它们还可以作为细胞悬浮液动力学的模型。预测其悬浮液的流变学性质仍然是一个悬而未决的问题，因为即使是对的相互作用尚未完全理解。在这里，我们分析了一个单一的囊泡，进行坦克踩踏运动，其周围的剪切流的影响，通过研究诱导扰动场$δ\vec{V}$，在其存在和不存在的速度场之间的差异。实验和数值模拟之间的比较揭示了一个令人印象深刻的协议。跟踪脊的扰动场幅度景观，我们确定的主要方向，沿其分析的速度差场的囊泡附近。扰动幅度被发现是显着的约4囊泡半径，并可以描述由幂律衰减与距离$d$从囊泡$ \| δ\vec{V} \| \propto d^{-3/2}$。这与先前的实验结果一致的两个相互作用的囊泡在类似的条件下，它们的动力学改变之间的分离距离。这是一个指示的囊泡长程效应通过扰动场，并要求适当纳入长程流体动力学相互作用时，试图获得囊泡悬浮液的流变学性质。
2016-02-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Rotational dynamics of bound pairs of bacteria-induced membrane tubes
本文研究了游动大肠杆菌在巨型单层囊泡中诱导膜管形成的现象，发现细菌推力产生的长寿命膜管可形成稳定的束缚对并相互绕转，其稳定性由曲率介导的相互作用和鞭毛旋转产生的涡度共同维持。
2025-09-18 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamics and rheology of a dilute suspension of vesicles: higher order theory
剪切流下的囊泡表现出各种动力学：坦克踩踏（$tt$），翻滚（$tb$）和摆动呼吸（$vb$）。一致的高阶理论揭示了如果$C_a\equiv τ\dotγ$足够小（$τ$ =囊泡向平衡形状的弛豫时间，$\dotγ$ =剪切速率），则从$tt$到$tb$的直接分叉。在较大的$C_a$中，$tb$之前是$vb$模式。对于$C_a\gg 1$，我们恢复了前导阶原始计算，其中$vb$模式与$tb$共存。一致的计算揭示了一些定量的差异与最近的作品，并指出新的功能。我们分析了流变学，发现有效粘度在$tt-tb$和$tt-vb$分叉点处具有最小值。
2007-07-14 cond-mat.soft
Transport of Deformable Vesicles Driven by Chiral Active Brownian Particles
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育与研究学院穆哈利分校）
本研究通过数值模拟和解析理论，揭示了手性活性粒子填充的可变形囊泡中，手性驱动旋转且存在最优手性，并建立了普适标度关系。
2026-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Ferrihydrite nanoparticles entrapped in shear-induced multilamellar vesicles
由于其大的反应表面积、晶体结构和纳米颗粒形态，水铁矿（Fh）纳米颗粒受到相当大的科学兴趣。它们在生物地球化学过程中非常重要，并具有隔离危险和有毒物质的能力。在此，工作假设是使用40重量%的聚乙烯醇将具有6.2 nm的回转半径和具有0.8 nm半径的多分散球体的主要结构单元的分形样Fh纳米颗粒捕获在剪切诱导的多层囊泡（MLV）状态中。聚乙二醇十二烷基醚表面活性剂。小角和广角X射线散射实验揭示了非离子平面层状相、Fh分散体及其混合物的平衡态。通过在流变仪的Taylor-Couette几何结构中使用剪切流来诱导MLV状态。结果-非离子表面活性剂最初表现出层状凝胶相，具有两个不同的d-间距为11. 0和9. 7 nm，在剪切流下坍塌成MLV状态。的Fh纳米粒子诱导双层吸引力通过抑制层状层的起伏，减少d-间距。这些结果有助于理解纳米颗粒尺寸和纳米颗粒-双层相互作用之间的关系，并提供了在动力学稳定的MLV状态下对Fh修饰的见解。
2022-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Three-Dimensional Multicomponent Vesicles: Dynamics & Influence of Material Properties
在这项工作中，一个完全三维的多组分囊泡在剪切流的非线性动力学进行了探讨。使用体积和面积守恒投影方法耦合到一个梯度增强水平集和表面相方法，动力学系统地研究了作为一个函数的膜之间的弯曲刚度差的组件，扩散的速度相比，底层的剪切流，和相域能量的强度相比，弯曲能量。使用预分离的囊泡，观察到三种动态：固定相，相踩踏，和一个新的动态称为垂直条带。这些制度是非常敏感的磁畴线能量的强度，因为垂直带状制度是没有观察到当线能量大于弯曲能量。这些研究结果表明，多组分囊泡动力学的一个完整的理解需要完整的三维系统进行建模，并显示考虑异质材料特性时获得的复杂性。
2018-05-19 cond-mat.soft
Shannon entropy analysis of the stretched exponential process : application to various shear induced multilamellar vesicles system
拉伸指数函数$\exp[-(t/τ_{K})^β]$描述了各种弛豫过程，而已经提出幂指数$β$是从过程的非均匀性导出的。在本文中，我们试图通过引入香农熵来估计这种非均匀性。Shannon熵评价了分布函数的平均信息含量，反映了统计均匀性。研究了剪切诱导多层膜系统的弛豫过程，用拉伸指数函数描述。三种类型的剪切（常数，平方，正弦）在不同的频率，以确定其对松弛过程的影响。我们发现引入一阶矩的香农熵在$β~=~1$处最大化：一个单一的指数。正弦剪切实验的Shannon熵具有频率依赖性。由此解释了剪切强度和热力学熵的增加都反映在Shannon熵上。从不同角度讨论了最大Shannon熵的含义，发现它对应于不受几何约束等限制的扩散过程。利用Shannon熵成功地估计了过程的约束条件和非均匀性。这项研究提供了一个新的见解熵一般。
2017-05-11 cond-mat.soft
Fluid Vesicles in Flow
本文综述了巨流体囊泡在各种外部流体动力学流场中的动力学行为。由膜弹性、流体动力学流动和热涨落引起的应力之间的相互作用导致了丰富的现象学。在具有旋转和拉伸分量的线性流动中，坦克踩踏和翻滚运动的特性现在可以通过理论和数值模型很好地描述。在这两个政权之间的过渡，强烈的形状变形和放大的热波动产生一个新的政权称为颤抖。在这种情况下，囊泡的取向振荡准周期性的流动方向，而发生不对称的变形。对于足够强的流动，观察到小波长的变形，如皱纹，类似于突然反向拉伸流动中发生的情况。在稳定的拉伸流动中，具有大的过量面积的囊泡在大的流速下变形成哑铃状，并且在更强的流动中发生珍珠状。在具有抛物线流动轮廓的毛细流动中，单个囊泡向通道的中心迁移，在那里它们采用对称形状，原因有两个。首先，墙壁施加一个水动力升力，将它们推开。第二，剪切应力在流的尖端处最小。然而，对称性被打破的囊泡与大的过剩面积，流偏离中心和变形不对称。在悬浮液中，囊泡之间的流体动力学相互作用叠加了这两种效应，使得从单个囊泡的动力学推断流变学性质具有挑战性。对稳定或随时间变化的流动中的囊泡和类似物体及其悬浮液的进一步研究将揭示血液流动等现象。
2014-03-18 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
New analytical progress in the theory of vesicles under linear flow
囊泡正在成为研究红细胞（RBC）的一个非常流行的模型。这是一个自由边界问题，理论上很难处理。定量计算方法也是一个挑战。此外，通过数值研究，在合理的时间内扫描整个参数空间并不容易。因此，具有定量分析结果是一个重要的进步，提供了更深入的了解所观察到的功能，可以用来陪伴和可能指导进一步的数值开发。在本文中，形状演化方程的剪切流中的囊泡推导出解析精度为立方（这是二次在以前的理论）方面的变形的囊泡相对于一个球形。提出了不同类型运动（坦克踩踏，翻滚和摆动呼吸）的参数区分区域的相图。这个理论揭示了一些意料之外的特征：包括高阶项和谐波（即使它们不是直接由剪切流激发的）是必要的，无论形状是否接近球体。这一理论不仅解决了以往理论与最近的实验和数值研究之间的一个相当大的定量差异，而且还揭示了一个新的现象：参数空间中的VB模式带，被认为在中等剪切速率之后饱和，表现出超过临界剪切速率的显著加宽。这种展宽是由四次谐波激发引起的。所得相图是在一个非常好的协议与最近的三维数值模拟的基础上的边界积分公式。系统地与实验结果进行了比较。
2010-05-05 cond-mat.soft
How does confinement affect the dynamics of viscous vesicles and red blood cells?
尽管它在微流体中的意义，约束的影响，从坦克踩踏（稳定运动）到翻滚（不稳定运动）的动态状态的变形微粒的过渡还没有被详细研究。在本文中，我们研究了一个单一的粘性囊泡的动力学约束剪切作为一个一般的模型系统的红细胞，胶囊，或粘性液滴。从坦克踩踏到翻滚运动的转变可以由内部和外部流体粘度之间的比率触发。在这里，我们表明，过渡可以单独通过减少限制，保持粘度对比度恒定。所观察到的动态结果的变化的相对重要性的粘性，压力和润滑引起的扭矩施加在囊泡。我们的研究结果是感兴趣的设计未来的实验或微流控装置：触发翻滚到坦克踩踏过渡的可能性，无论是通过几何形状或粘度对比单独打开有吸引力的可能性，微流变测量以及检测和诊断的患病红细胞在受限流。
2012-07-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Nearly spherical vesicles in an external flow
在外部流动中，液泡的坦克踩踏、翻滚和颤抖是不同类型的行为。我们推导出一个动力学方程的近球形囊泡，使建立一个系统的相图预测制度。该图是根据两个无量纲参数绘制的，取决于囊泡过量面积、流体粘度、膜粘度和弯曲模量、流动强度以及流动的拉伸和旋转分量的比率。坦克踩踏翻滚过渡发生通过鞍结分岔，而坦克踩踏颤抖过渡发生通过Hopf分岔。我们建立了一个临界减速附近的过渡线的合并点。
2007-05-24 cond-mat.soft
Numerical study of 3D vesicles under flow: discovery of new peculiar behaviors
在流动下的囊泡，红细胞（RBC）的模型系统的研究，是理解红细胞在体内和体外表现出的各种复杂的动力学的一个重要步骤。流动下的囊泡的定量3D分析。确定了产生翻滚（TB）、坦克处理（TT）、摆动呼吸（VB）{和甚至皮划艇（K）}模式的参数区域。新的定性特征被发现：（i）一个显着扩大的VB模式区域的参数空间，增加剪切速率$\dotγ$和（ii）一个显着的鲁棒性周期TB和VB与$\dotγ$。还提供分析支持。这些发现为血流动力学提供了新的线索。
2009-12-23 cond-mat.soft
Swinging and tumbling of multicomponent vesicles in flow
本文建立降阶模型研究异质膜囊泡在剪切流中的动力学，发现材料性质变化可引发从摆动到翻滚的转变，并通过数值模拟验证了理论预测。
2022-02-04 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Lateral migration of a 2D vesicle in unbounded Poiseuille flow
在低雷诺数限制下，数值研究了悬浮液泡在无界Poiffille流中的迁移。我们考虑囊泡内部和外部之间没有粘度差异的情况。使用边界积分方法，我们解决了相应的流体力学流动方程和明确的跟踪囊泡动力学在二维。我们发现，Poiffille流的非线性特征和囊泡变形之间的相互作用导致了囊泡向Poiffille流中心的跨流线迁移。这与[L.G. Leal，Ann.Rev.Fluid Mech.12，435（1980）]，根据该方法，液滴从中心移开（假设内部和外部流体之间没有粘度对比）。发现的迁移速度增加与当地的毛细管数（定义的时间尺度的囊泡松弛朝向其平衡形状倍的当地剪切速率），但达到一个平台以上的毛细管数的某个值。该平台值随着抛物线流动剖面的曲率而增加。我们提出了迁移速度的标度律。
2007-10-17 cond-mat.soft
Phenomenological model for ordered onions under shear flow
我们提出了一个剪切流诱导的多层囊泡（洋葱）形成的唯象模型。在非离子表面活性剂（C $_{12}$ E $_4$）体系中，洋葱相在一定范围内的固定剪切力作用下，随温度的变化，洋葱相呈现有序-无序转变，并伴随着尺寸跳跃。我们的模型可以模拟有序和无序的洋葱相与不同的洋葱大小。我们显示的洋葱形成的模型模拟的数值结果，并讨论在这个系统中的因素是至关重要的，导致这两个不同的洋葱阶段之间的过渡。
2011-09-02 cond-mat.soft
Hybrid Lattice Boltzmann / Dynamic Self-Consistent Field Simulations of Microphase Separation and Vesicle Formation in Block Copolymer Systems
提出了一种混合数值方法，将流体力学引入非均质聚合物体系的动态自洽场（SCF）研究中。它解决了一组耦合的动力学方程：流体流动的纳维-斯托克斯方程，和基于SCF的对流扩散方程的局部单体组成的演变。用格子玻尔兹曼方法模拟Navier-Stokes方程，用有限差分法求解动力学自洽方程。提出了两种应用：首先，我们研究了在对称和不对称的嵌段共聚物熔体与各种值的剪切和体积粘度的微相分离，比较与纯扩散动力学的结果。其次，我们研究了两亲性嵌段共聚物溶液中流体力学对囊泡形成的影响。与前人的研究结果一致，流体动力学相互作用对早期的微相分离影响不大，但在后期却大大加速了结构的形成过程。此外，它们还有助于选择囊泡形成的途径，有利于球形中间体而不是非球形（盘状）中间体。
2012-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase-field modeling of multicomponent vesicles in viscoelastic fluid
本文提出了一种相场模型，用于研究粘弹性流体中多组分囊泡的流体动力学，结合了连续表面力方法和高精度数值求解技术。
2025-12-29 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Curvature dependent dynamics of a bacterium confined in a giant unilamellar vesicle
本研究通过实验、模拟与理论分析揭示了受限于巨型单层囊泡内细菌的双指数位置分布特征，发现其衰减长度尺度受限于囊泡半径，并分别由平动扩散、旋转扩散率与自驱动控制。
2025-10-14 cond-mat.soft
Membrane-mediated force transduction: Stick-slip motion of vesicles with fluid membranes
本文研究了内力如何通过流体膜转导为运动，通过开发由旋转磁场驱动铁磁粒子的脂质囊泡最小系统，揭示了膜弹性、过剩面积和相共存等对力转导效率及囊泡粘滑运动的调控机制。
2025-07-10 cond-mat.soft
A vesicle microrheometer for high-throughput viscosity measurements of lipid and polymer membranes
本研究提出一种基于巨型单层囊泡瞬态变形的膜粘度测量新方法，可无创高通量检测多种脂质和聚合物膜粘度，发现不同膜体系的流变特性差异及膜极化对粘度的调控作用。
2021-09-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase separation dependent active motion of Janus lipid vesicles
本文制备了相分离形成的Janus巨型单层囊泡，在交流电场下通过诱导电荷电渗实现自推进，并揭示了电场导致的run-and-tumble运动、增强旋转扩散及货物释放能力，为可编程人工微游泳器提供了新路径。
2023-11-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
Numerical computations of the dynamics of fluidic membranes and vesicles
囊泡和许多生物膜由两个单层脂质分子组成，形成封闭的脂质双层。囊泡的动力学行为非常复杂，并且出现多种形式和形状。脂质双层可以被认为是一种表面流体，因此控制方程的演变包括表面（Navier-Stokes方程，其中特别是考虑到膜粘度。这种演变是由膜的曲率弹性产生的力驱动的。此外，表面流体方程耦合到体（Navier-Stokes）方程。我们引入了一个参数有限元方法来解决这个复杂的自由边界问题，并提出了第一个三维数值计算的基础上，充分（Navier-Stokes系统为几种不同的情况。例如，膜的粘度，自发曲率和面积差弹性（ADE）的影响进行了研究。特别是，事实证明，即使在本体流体之间没有粘度对比的情况下，也可以通过增加膜粘度来获得从罐踩踏到翻滚的转变。除了经典的坦克踩踏和翻滚运动，另一种模式（称为过渡模式在本文中，但最初称为摆动呼吸模式，后来也称为颤抖，过渡和摆动模式）分离这些经典模式出现，并由我们进行了数值研究。我们还研究了ADE和自发曲率模型中的平衡形状的特征，如萌芽行为或海星形式，在剪切流中的行为。
2015-10-27 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Rotational tumbling of Escherichia coli aggregates under shear
利用实时原位流变学和流变成像测量研究了大肠杆菌细菌的生长活培养物。在生长的早期阶段（滞后期），当受到恒定的静态剪切时，粘度随着细胞的数量缓慢增加。当细菌达到生长的指数期时，粘度迅速增加，具有突然和暂时的突然降低和恢复。在某一阶段，大体上对应于生长的后期，当种群稳定时，粘度也保持其最大恒定值，并在很长一段时间内下降和恢复。这种复杂的流变行为，这是观察到的剪切应变依赖性，是两个耦合效应的结果：细胞密度的连续增加和其不断变化的相互作用的性能。特别注意E.在剪切下的大肠杆菌群体。流变成像测量显示，在静态板附近，E。大肠杆菌聚集，共同翻滚并在剪切方向上流动。为了解释这种行为，我们引入了一个简单的理论模型，在该模型中，单个细胞由流动运输，但仍然刚性地附着在聚集体的其他细胞上。
2016-10-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Visco-rotational shear instability of Keplerian granular flows
利用流变颗粒流体模型研究了粘性开普勒绕引力中心流动的线性稳定性。发现不可压缩稠密颗粒流体的剪切流变和开普勒微分旋转的相互作用触发的线性流变不稳定性，在颗粒流体中，粘度参数增长快于恒压下局部剪切速率（应变速率）的平方。所发现的不稳定性在致密行星环的动力学和原行星盘中的颗粒流中起着至关重要的作用。
2017-07-06 astro-ph.EP cond-mat.soft physics.flu-dyn
Frustrated shapes of solid domains in fluid membrane vesicles: From rolls and folds to crumples and wrinkles
University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）
通过有限元模拟研究含单个柔性圆形固体域的闭合囊泡膜，发现固体对高斯曲率的几何非线性抵抗显著影响膨胀囊泡的形状，并揭示从圆柱卷曲到皱缩再到光滑帽的基态形状序列。
2026-06-26 cond-mat.soft q-bio.BM
Structure formation of surfactant membranes under shear flow
采用无网格膜模型结合基于粒子的流体动力学模拟方法对表面水混合物中剪切流诱导结构的形成进行了数值研究。在低剪切速率下，单层囊泡和平面层状结构分别形成在小和大的膜体积分数。在高剪切速率下，层状状态表现出波动不稳定性，导致在流动方向上取向的卷曲或圆柱形膜形状。该滚动态的空间对称性和结构因子与时间分辨散射实验测量的薄片到洋葱转变期间的中间态的空间对称性和结构因子一致。结构演化的时间表现出适度的依赖于初始条件。
2013-04-13 cond-mat.soft
Dynamic Modes of Red Blood Cells in Oscillatory Shear Flow
本文用微分方程研究了红细胞在振荡剪切流中的动力学行为，方程中含有形状参数、膜的倾斜角$θ$和膜旋转的相位角$ϕ$。在稳定剪切流中，取决于剪切速率和粘度比，发生三种类型的动力学。i）坦克踩踏（TT）：$ϕ$旋转，同时形状和$θ$振荡。ii）翻滚（TB）：当形状和$ϕ$振荡时，$θ$旋转。iii）中间运动：$ϕ$和$θ$两者同步或间歇地旋转。在振荡剪切流中，红细胞表现出基于这三种运动的各种动力学。对于一个低的剪切频率与零平均剪切速率，极限环振荡发生的基础上，TT或TB旋转在高或低剪切振幅，分别。这种基于TT的振荡很好地解释了最近的实验。在中等剪切振幅下，红细胞表现出间歇性或同步振荡。随着剪切频率的增加，囊泡振荡相对于剪切振荡变得延迟。在高频率下，多个极限环振荡共存。对于具有小剪切振荡的高平均剪切速率，形状和$θ$在TT运动中振荡，但即使在高剪切频率下也仅存在一个吸引子。这些振荡模式的测量是一个有前途的工具，用于量化红细胞和合成胶囊的粘弹性。
2010-06-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
The prolate-to-oblate shape transition of phospholipid vesicles in response to frequency variation of an AC electric field can be explained by the dielectric anisotropy of a phospholipid bilayer
外部电场使松弛的磷脂囊泡变形为球状体，旋转轴与其方向对齐。变形取决于频率：在低频范围（~ 1 kHz），变形通常是扁长的，而将频率增加到10 kHz范围将变形变为扁长。我们试图解释这种行为的理论模型，基于最小化的总自由能的囊泡。考虑的能量项包括膜弯曲能量和电场的能量。后者通过麦克斯韦应力张量从电场计算，其中膜被建模为各向异性有耗电介质。对不同频率下囊泡的变形进行了数值计算。使用级数展开，我们还推导出一个简化的表达式的变形，它保留了频率依赖的精确表达式，并可以提供一个更好的替代使用的级数展开的温特豪特和Helfrich，这是发现是有效的，只有在低频率的限制。具有各向异性膜介电常数的模型对材料常数的值施加了两个约束：磷脂膜的介电常数张量的切向分量必须超过其径向分量约3倍;并且膜电导率必须相对较高，约为外部水介质电导率的十分之一。
2007-02-15 cond-mat.soft
Vorticity Banding During the Lamellar-to-Onion Transition in a Lyotropic Surfactant Solution in Shear Flow
我们报告的层状溶致表面活性剂溶液（SDS/十二烷/戊醇/水）的流变学，并确定两个剪切稀化制度，对应于低应力层状相和更粘剪切诱导的多层囊泡，或“洋葱”相之间的不连续过渡。我们详细研究了流动曲线，应力作为剪切速率的函数，在过渡区，并提出证据表明，该地区包括一个剪切带状相的材料已宏观分离成带的层流和洋葱堆叠在涡度方向。我们推断非常缓慢和不规则的转变，从lamelae洋葱的应力增加，通过两相区，并确定不同的事件与成核的小部分洋葱，与剪切lamelae共存。
2006-05-18 cond-mat.soft
Cell-Scale Dynamic Modeling of Membrane Interactions with Arbitrarily Shaped Particles
本文提出一个基于力的计算框架，用于模拟任意形状颗粒与脂质囊泡在细胞尺度下的动态相互作用，通过朗之万动力学和两种粘附方案，揭示了质量比对包裹行为的影响，并展示了多种几何形状的适用性。
2025-08-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
The Effect of Shear Flow on the Helfrich Interaction in Lyotropic Lamellar Systems
研究了剪切流动对溶致表面活性剂近晶相流体中Helfrich相互作用的影响。争论流诱导一个有效的各向异性的表面张力在双层由于单层间摩擦，双层碰撞和对流的组合，我们计算的波动减少，因此重整化的变化，在有效的压缩模量和稳态层间距。我们表明，非渗透性或缓慢渗透膜可能容易受到波动的不稳定性的Helfrich-Hurault型，并推测这种不稳定性可能是一个来源的过渡到多层囊泡。
2002-08-08 cond-mat.soft
