Comment on ``Phase Transitions in Systems of Self-Propelled Agents and Related Network Models''
在这篇评论中，我们表明，在Vicsek类系统的角噪声的集体运动的过渡仍然是不连续的大速度值。因此，Aldana { \et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 98}，095702（2007）]最多构成这些系统的奇异的大速度极限。
2007-11-08 cond-mat.stat-mech
Boltzmann and hydrodynamic description for self-propelled particles
我们研究分析出现的自发集体运动大的二维群体的自推进粒子与嘈杂的本地相互作用，一个示意性的生物有机体的组件模型。作为一个中心的结果，我们从个人动力学的流体动力学方程的密度和速度场，从而给出了一个微观的基础，以前的方法中使用的唯象方程。均匀自发运动出现在噪声密度平面中的过渡线以下。然而，这种状态对空间扰动是不稳定的，这表明最终会出现更复杂的结构。
2006-08-03 cond-mat.stat-mech
Additivity and density fluctuations in Vicsek-like models of self-propelled particles
我们研究粗粒度的密度波动的无序相的范式Vicsek的自推进粒子的模型与对齐的相互作用和随机的自推进速度。通过数值积分的波动响应关系-的直接后果的可加性属性，我们计算的粗粒子系统密度的大偏差概率的对数，而系统是在无序的流体相与消失的宏观速度。的大偏差概率，计算内加性，同意非常好，从直接微观模拟模型。我们的研究结果提供了一个证据的存在的平衡类化学势，它支配粗粒密度波动的Vicsek类模型。此外，几个自推进粒子系统之间的粒子数波动的比较表明，一个共同的机制，通过这种系统中出现的数量波动。
2019-05-17 cond-mat.stat-mech
Self-propelled non-linearly diffusing particles. Aggregation and continuum description
我们引入了一个自推进的粒子模型，该粒子进行布朗运动，其扩散系数取决于在一定的有限半径内的粒子的局部密度。数值模拟表明，在一定的参数范围内，粒子的长时间空间分布是不均匀的，可以观察到团簇。一个数密度方程，它解释了出现的聚集体，并表示它们出现的参数的值，推导出来。文中还给出了该连续介质密度方程的数值结果。
2005-11-14 cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic equations for self-propelled particles: microscopic derivation and stability analysis
考虑气体的自推进粒子与二元相互作用，我们推导出流体动力学方程的密度和速度场的微观动力学，在相关的玻尔兹曼方程的框架。给出了输运系数的显式表达式，作为模型的微观参数的函数。我们发现，流体动力学速度为零的均匀状态是不稳定的临界密度以上（这取决于微观参数），集体运动的发病信号。与数值模拟的自推进粒子的标准模型的比较表明，我们得到的相图是强大的，在这个意义上说，它只依赖于模型的精确定义。虽然均匀流被发现是稳定的远离过渡线，它变得不稳定，相对于有限波长的扰动接近过渡，这意味着一个非平凡的时空结构所产生的流。我们发现孤立波的流体动力学方程的解决方案，非常类似的条纹报告中的直接数值模拟的自推进粒子。
2009-07-27 cond-mat.stat-mech
Inertial self-propelled particles
我们研究了一个自推进的粒子在溶剂中移动的主动奥恩斯坦-乌伦贝克动力学在欠阻尼制度，以评估惯性的影响。我们专注于潜在的自由和谐波限制欠阻尼活性粒子的属性，研究如何单粒子的轨迹修改不同值的阻力系数。在这两种情况下，我们解决动力学的相关矩阵和稳态概率分布函数揭示速度和主动力之间的显式相关性。我们还评估了惯性对系统的时间依赖性的影响，讨论了均方位移和粒子位置和速度的时间相关性。特别注意的是致力于维里主动压力的研究，揭示了惯性对这个可观察到的作用。
2020-09-29 cond-mat.stat-mech
Transport of Finite Size Self-Propelled Particles Confined in a 2D Zigzag Channel with Gaussian Colored Noise
研究了二维锯齿形通道中有限尺寸自推进布朗粒子在色噪声作用下的定向输运。噪声（平行于x轴和y轴的噪声）、非对称性参数Δk、颗粒半径与瓶颈半宽之比f、自推进速度v0对颗粒有共同的影响。自推进粒子的平均速度与被动粒子有显著的不同。随着自推进速度v0的增加，平均速度表现出复杂的行为
2020-03-27 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Time-dependent properties of interacting active matter: dynamical behavior of one-dimensional systems of self-propelled particles
我们研究了一个相互作用的高密度一维系统的自推进粒子描述的主动Ornstein-Uhlenbeck粒子（AOUP）模型，即使在没有对齐的相互作用，速度和能量域自发形成类似于那些已经观察到的二维。这些区域是由于自推进和相互作用之间的相互作用而使各个速度在空间上相关的区域。它们的典型大小由特征相关长度控制。在目前的工作中，我们专注于一个新的和鲜为人知的方面的模型，即其动力学行为。为此，我们从理论和数值上研究了时间相关的速度自相关函数和时空速度关联函数。这些相关性的研究提供了一个衡量的平均寿命-时间，因此，在时间上的稳定性的速度域。
2020-06-16 cond-mat.stat-mech
Large fluctuations and dynamic phase transition in a system of self-propelled particles
本文研究了在稳态条件下，不同系统的自推进粒子在一个时间$τ$内的主动力所作的功$W_τ$的统计。我们表明存在一个临界值$W_τ^†$，使波动与$W_τ>W_τ^†$对应的配置，粒子之间的相互作用起着次要的作用，而那些与$W_τ< W_τ^†$代表国家与单粒子拖动集群。这种双重行为完全反映了概率分布$P(W_τ)$的工作，它不遵守大偏差原则的$W_τ<W_τ^†$。这种行为模式可以被解释为由于在波动量的水平上发生的相变，并且相应地识别出序参量。
2017-10-15 cond-mat.stat-mech
Vortex with four-fold defect lines in a simple model of self-propelled particles
本文用计算机模拟和理论分析相结合的方法，研究了自推进粒子极小模型中四重对称涡旋的形成。除了涡旋模式，我们还观察到系统中的其他五个相：均匀气相，能带结构，移动团块，移动集群和振动环。所有六个阶段都是通过控制噪音的强度以及排斥和排列相互作用的贡献而出现的。我们详细研究了涡旋的形状及其对称性。该图案显示了指数缺陷线，其中传入和传出的粒子流发生碰撞。我们表明，粒子之间的排列和排斥相互作用是必要的，以形成这样的图案。最后，我们推导出我们的模型的流体动力学方程，并将它们与计算机模拟和Quincke转子的结果进行比较。观察到三者之间的良好一致性。
2015-09-07 cond-mat.stat-mech
A self-propelled particle in an external potential: is there an effective temperature?
本文研究了线性和二次外势场中单个自走无热粒子的定态。自推进被建模为一个波动的力量演变根据奥恩斯坦-乌伦贝克过程，独立于粒子的状态。在没有外部电势的情况下，在长时间限制下，在粘性介质中移动的自推进粒子执行扩散运动，这允许识别有效温度。我们表明，在存在一个线性的外部电位的定态分布有一个指数的形式与自由自推进粒子的有效温度确定的沉降长度。在存在二次外势时，定态分布具有高斯形式。然而，一般来说，这种分布不是由自由自推进粒子的有效温度决定的。
2014-04-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions induced by complex nonlinear noise in a system of self-propelled agents
我们提出了一个自推进粒子协同运动的综合动力学模型，例如，群集，通过结合众所周知的元素，如速度对齐相互作用，空间相互作用，和角度噪声到一个统一的拉格朗日处理。噪声以一种特别现实的方式进入我们的模型：它包含了相关性，是高度非线性的，它导致了独特的集体行为。我们的研究结果表明，不同的稳定区域和明显的变化的性质的一类噪声引起的相变，相对于组的平均速度，作为范围内的速度对齐相互作用的增加。这种相变变化伴随着微观动力学的剧烈变化，从非间歇性到间歇性。我们的研究结果有助于理解其他治疗中存在的相变的起源。
2009-05-20 cond-mat.stat-mech
The collective motion of self-propelled particles affected by the spatial-dependent noise
本文基于 Vicsek 规则研究仅作用于特定空间区域的噪声对自推进粒子集体运动的影响，发现最优噪声振幅及噪声区取向、形状、比例和分布可调控系统运动方向。
2022-11-27 cond-mat.stat-mech
Effect of reorientation statistics on torque response of self propelled particles
我们考虑的动力学的自推进粒子受到外部扭矩。两种模型的自推进的重定向被认为是，运行和翻滚粒子，和主动布朗粒子。使用非平衡统计力学的标准工具，我们表明，运行和翻滚粒子有一个更强大的响应扭矩。这种基本的重取向统计的宏观特征可以用来区分两种类型的自推进粒子。此外，这一结果可能表明，奔跑和翻滚运动确实是细菌进化稳定的动力学。
2015-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics of athermal self-propelled particles: Computer simulations and a nonequilibrium microscopic theory
我们结合计算机模拟和分析理论来研究在自推进的唯一影响下演化的无热粒子的致密组装体中的玻璃态动力学。模拟结果表明，当自推进粒子的持续时间增加时，局部结构变得更加明显，而长时间动力学首先加速，然后减慢。这些看似矛盾的演变解释通过构建一个非平衡模式耦合的相互作用自推进粒子的理论。为了预测集体动力学，理论需要定态结构因子和定态局部速度相关。它产生非平凡的预测与模拟定性一致的自推进粒子的玻璃动力学。
2015-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium glassy dynamics of self-propelled hard disks
我们分析了集体动力学的自推进粒子在大密度制度被动粒子进行动力逮捕到一个无定形的玻璃态。我们捕获的竞争之间的自推进和拥挤的影响，使用一个二维模型的自推进硬盘，我们研究使用蒙特卡罗模拟。虽然活动驱动系统远离平衡，自推进粒子进行动力学逮捕，我们详细描述和比较其平衡对应。特别是，动态逮捕的临界密度不断转移到更大的密度，随着活动的增加，和松弛时间是令人惊讶的，以及描述的代数发散产生的高度集体动力学的出现。这些结果表明，活性粒子的致密组件进行非平衡玻璃化转变，这是深刻的影响，自推进机制。
2014-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of hydrodynamic interactions on rectified transport of self-propelled particles
在三维非对称势场中数值研究了自推进粒子的定向输运。除了空间排斥力，颗粒之间的流体动力学相互作用已被考虑在一个近似的方式。从数值模拟中，我们发现，流体动力相互作用可以强烈地影响自推进粒子的整流输运。流体动力学相互作用增强了整流传输的性能时，颗粒可以很容易地通过势垒的潜力，并减少整流传输时，颗粒主要是被困在势阱。
2016-12-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregation of self-propelled colloidal rods near confining walls
利用布朗动力学和动力学密度泛函理论研究了封闭通道中自推进胶体棒的非平衡集体行为。我们观察到一个聚集的过程中，杆自组织成瞬态堵塞集群在通道壁。在这个过程的早期阶段，形成了快速增长的刺猬状集群，它们基本上是不动的。在后期阶段，这些簇中的大多数溶解并移动成滑动通过壁的线化聚集体。
2008-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Large-scale collective properties of self-propelled rods
我们研究了在两个空间维度中，在噪声存在下，匀速极性点粒子局部相互作用的大尺度性质。这种最小化的自推进杆的方法允许我们处理大量的粒子，揭示了一种以前在更复杂的模型中看不到的现象，而且与纯粹的极性情况（例如Vicsek模型）和活性向列相都有明显的不同。
2009-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective Dynamics of Deformable Self-Propelled Particles with Repulsive Interaction
我们研究了具有排斥相互作用的可变形自推进粒子的动力学，其大小取决于一对粒子的相对伸长方向。粒子的集体运动出现在二维空间中。然而，当粒子密度超过某个临界阈值时，这种有序状态变得不稳定，动力学变得无序。我们通过平均场分析表明，这种新的过渡特性的变形发生由于鞍结分岔。
2011-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Deformable self-propelled particles
本文提出了一种二维自推进颗粒理论，假定当颗粒的传播速度增加时，颗粒可以从圆形变形。一组耦合方程的速度和张量变量来表示变形的介绍，有一个分支从直线运动到圆周运动的一个单一的粒子。动力学的粒子组装的数值研究，有一个全球性的相互作用，使粒子往往会导致一个取向秩序。
2008-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion properties of self-propelled particles in cellular flows
本文研究自推进粒子在定常层流中的动力学行为。自推进粒子的持续运动由主动Ornstein-Uhlenbeck过程描述。我们专注于作为持续时间和自由扩散系数的函数的粒子的扩散性能，揭示非单调的行为，与大的持续时间的政权的最小和陡峭的增长的发生。在后者的限制，我们得到了一个解析预测的缩放的扩散系数与参数的主动力。我们的研究揭示了一个不均匀的环境中的活性颗粒，如活的微生物和运动的浮游植物在流体中的扩散的影响。
2020-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simple and faithful nonlinear field equations for aligning self-propelled rods
我们推导出一组最小但完整的非线性场方程描述的集体性质的自推进棒从一个简单的微观出发点，Vicsek模型与cross-alignment。线性和非线性动力学分析表明，与原来的微观模型吻合得很好。特别是，我们推导出一个明确的表达式，形成密度隔离，带状的解决方案，使我们能够开发一个更完整的分析图片的问题在非线性水平。
2012-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics and Hydrodynamics of Self-Propelled Hard Spheres
本文从自推进硬球的微观模型出发，利用非平衡统计力学和硬球动力学理论，导出了相互作用的主动布朗粒子的Smoluchowski方程。我们说明了实用的统计力学框架开发的两个应用程序。首先，我们推导出稳态的硬球活性流体的微观参数和第二，我们确定的临界密度在这个系统中的运动诱导相分离的发病。我们表明，这两个数量同意与过阻尼模拟的活性布朗粒子与排除体积相互作用的急剧排斥的潜力。这里提出的结果可以用来将排除体积效应在不同的自推进粒子模型。
2017-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inertial self-propelled particles in anisotropic environments
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）；Westfälische Wilhelms-Universität Münster（明斯特威斯特法伦威廉大学）
本文通过振动颗粒粒子在条纹基底上的宏观实验，研究了各向异性环境中自推进粒子的朝向依赖性运动，并提出了包含惯性效应的扩展主动布朗运动模型，可推广至一般n重对称各向异性，用于预测和优化复杂环境中的活性物质动力学。
2023-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vortex arrays and meso-scale turbulence of self-propelled particles
受图灵斑图形成机制的启发，我们提出了一个简单的自推进粒子模型，该模型具有短程排列和较大距离的反排列。它能够产生取向有序的状态，周期性的涡旋图案以及中尺度湍流。后一阶段类似于在致密细菌悬浮液中的观察。该模型允许系统的推导和分析的动力学理论以及流体动力学方程的密度和动量场。从这些连续体方程的线性稳定性分析中获得了具有这种斑图形成以及空间均匀取向有序和无序的区域的相图。自推进粒子系统的微观朗之万模拟与这些发现一致。
2014-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Propelled Rods: Insights and Perspectives for Active Matter
广泛的实验系统，包括滑行，群集和游泳的细菌，体外运动性测定以及摇动颗粒介质通常被描述为自推进杆。这些实体的大量集合显示了各种各样的自组织集体现象，包括移动的极团、极和极动力带、迁移率引起的相分离、拓扑缺陷和中尺度湍流等的形成。在这里，我们给出了一个简短的调查的实验观察和审查的理论描述自推进杆。我们的重点是紧急斑图形成的合奏干自走棒受短程，接触介导的相互作用和他们的湿同行，也受到远程流体动力学流。总而言之，自推进棒提供了一个总体主题，涵盖了活性物质的许多方面，包含充分探索的限制情况。它们的集体行为不仅连接了已充分研究的极性自推进粒子和活性向列相分子的机制，包括活性相分离，而且还揭示了丰富多样的新模式。
2019-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Brownian dynamics of a self-propelled particle in shear flow
通过求解朗之万方程和数值模拟，研究了线性剪切流中自推进颗粒的布朗动力学。颗粒沿着波动的取向具有恒定的传播速度，并且另外受到恒定的扭矩。在两个空间维度中，平均轨迹和均方位移（MSD）被解析地计算为时间t的函数。一般来说，平均轨迹是由有限温度效应修改的摆线。关于MSD，确定了不同的机制，其中MSD与t^a成比例，其中a = 0，1，2，3，4。特别地，如果颗粒沿着剪切流的梯度方向自推进，则出现加速（a = 4）运动。
2011-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The average velocity of self-propelled particles in a two-dimensional potential with colored noise
研究了二维色噪声势场中自推进粒子的平均速度。随着x方向色噪声强度的变化，电流出现反转现象。存在使平均速度取最大值的参数的最优值。y方向噪声和自推进角噪声对x方向平均速度有较大影响，但它们本身并不能引起x方向的粒子输运现象。
2015-12-19 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.data-an
Deformation of a self-propelled domain in an excitable reaction-diffusion system
我们制定的理论自推进域在一个可激发的反应扩散系统在两个维度的域从一个圆形的形状变形时，传播速度增加。在奇异极限的域边界的宽度是无限薄的，我们推导出一组运动方程的重心和两个基本的变形模式。得到了稳定扩展畴的变形形状。通过改变系统参数，时间演化方程组表现出从直线运动到圆周运动的分叉。
2009-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamics of self-propelled hard rods
出于最近的模拟和实验上的滑翔细菌聚集，我们研究了一个模型的集体动力学的自推进硬棒在基板上的两个维度。杆具有有限的尺寸，通过排除体积相互作用，并且它们的动力学通过与衬底的相互作用而过阻尼。从含非热噪声源的微观模型出发，导出了系统的连续描述。流体动力学方程，然后用来表征可能的稳定状态的系统和它们的稳定性作为一个功能的颗粒包装分数和自推进速度。
2007-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium clustering of self-propelled rods
出于在滑翔细菌聚集现象，我们研究集体运动的二维模型的积极，自我推进杆相互作用，通过体积排阻。在对单个颗粒的模拟中，我们发现足够大的堆积分数（eta）或长宽比（kappa）有助于颗粒聚集。在模拟中的集群的过渡是很好地捕捉到的集群大小分布的平均场模型，它预测的过渡值kappa_c的纵横比为固定的包装分数是由kappa_c = C/eta - 1，其中C是一个常数。
2006-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of a deformable self-propelled domain
本文基于两个不同的二维模型系统，研究了单个自推进域的运动与变形之间的动力学耦合。一个是由一组常微分方程的重心和两个张量变量表征变形。另一种是主动细胞模型，它具有运动的内部机制，并表示为变形的偏微分方程。数值模拟显示了丰富多样的动态，其中一些是共同的两个模型系统。讨论了相似性和差异性的根源。
2010-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Focusing by blocking: repeatedly generating central density peaks in self-propelled particle systems by exploiting diffusive processes
近几年来，自推进粒子的位移统计得到了广泛的研究，揭示了自推进粒子的长时间扩散行为。在这里，我们证明了一个协调的边界条件和开关的自推进驱动器的组合可以产生，然后任意经常恢复一个非平稳的中心峰在其空间分布。这对应于其统计行为的部分可逆性，与上述长时间扩散性质相反。有趣的是，这是一个扩散过程，调解和使这一过程成为可能。在真实的实验系统中验证我们的预测应该是直截了当的。
2015-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion of self-propelled Janus tracer in polymeric environment
化学合成的Janus颗粒由于其在外界刺激下的自推进能力，具有作为体内药物释放剂的巨大前景。在这里，我们报告了有史以来第一次计算研究的平移和旋转运动的自推进Janus示踪剂在heterogeneous聚合物环境。聚合物的存在使得Janus示踪剂的平移均方位移（MSD）与游离Janus示踪剂的平移均方位移相比增长非常缓慢，但令人惊讶的是，如在最近的实验中观察到的，均方角位移（MSAD）显著增加。此外，随着推进速度的增加，MSAD增长得更快。而当排斥性聚合物被具有粘性区域的聚合物所取代时，MSD和MSAD均显示出急剧下降。
2017-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions in systems of self-propelled agents and related network models
鸟群、鱼群和许多类似的自推进粒子集合体的一个重要特征是，出现了粒子朝同一方向运动的集体有序状态。当噪声被添加到系统中时，通过由噪声强度控制的动态相变发生这种集体秩序的开始。虽然最初被认为是连续的，相变已被声称是不连续的基础上，最近报道的数值证据。我们解决这个问题，通过分析两个有代表性的网络模型密切相关的自推进粒子系统。我们目前的分析以及数值计算结果表明，相变的性质在很大程度上取决于噪声引入系统的方式。
2007-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The collective dynamics of self-propelled particles
我们提出了一种方法的动态模拟的一个收集的自推进粒子在粘性牛顿流体。我们限制注意颗粒的尺寸和速度是足够小的流体运动是在蠕动流制度。我们提出了一个简单的模型，自推进粒子，并扩展了斯托克斯动力学方法进行动态模拟这样的粒子的集合。在我们的描述中，每个粒子都被视为一个具有方向矢量$\te{p}$的球体，其运动由力偶极子在稍微偏离其中心的一点上的作用驱动。孤立地，自推进粒子以恒定速度沿$\te{p}$方向移动。当它与许多这样的粒子共存时，它与其他粒子的流体动力学相互作用改变了它的速度，更重要的是，它的方向。因此，粒子的运动是混沌的。我们的模拟并不局限于低粒子浓度，因为我们实现了粒子之间的完全流体动力学相互作用，但我们将粒子的运动限制在二维范围内，以减少计算。本文报道了自推进粒子悬浮液在一定浓度范围内的统计特性，如粒子速度分布、对关联函数和取向关联函数。
2007-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of interparticle interaction on motility induced phase separation of self-propelled inertial disks
运动诱导相分离（MIPS）的现象的相图的自推进相互作用的磁盘的集合进行了探索，特别强调磁盘壁的柔软性和磁盘之间的相互作用的范围内使用Langevin动力学模拟。我们带来了重要的变化，由于磁盘的柔软性和惯性的MIPS相图。具体来说，我们表明，过阻尼软磁盘相分离，而MIPS成为可能，只有在惯性极限硬磁盘。不像大多数早期的研究MIPS认为硬核磁盘，我们的研究结果可能直接适用于软活性物质的生物系统的范围。
2022-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pattern formation in self-propelled particles with density-dependent motility
我们研究相互作用的自推进粒子的行为，其自推进速度随其局部密度而减小。通过结合直接模拟的微观模型与流体动力学方程的分析，通过明确粗粒化的模型，我们表明，相互作用一般导致形成的主机的模式，包括移动团块，活跃的车道和星。这种一般机制可以解释最近的实验和模拟中看到的许多模式。
2012-02-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Controlling local order of athermal self-propelled particles
我们考虑一个模型的自推进动力学的非热活性粒子，其中的非平衡主动力建模的Ornstein-Uhlenbeck过程。在无驱动力的限制下，模型简化为原子玻璃形成流体Wahnström二元混合物的被动布朗动力学。众所周知，Wahnström混合物显示出缓慢动力学的出现与基于二十面体的局部有利结构的形成之间的强烈相关性。在这里，我们研究了非平衡力如何影响系统的局部结构，并发现这些强烈促进二十面体秩序。富含局部二十面体序的相对应于非常低势能的配置，这表明自推进模型中的非平衡动力学可以有效地用于探索二元混合物的势能面，并且可以获得使用被动动力学难以达到的状态。
2017-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic theory for the phase separation of self-propelled repulsive disks
最近的实验胶体悬浮液的动机，我们研究分析和数值模拟的微观模型缺乏对齐相互作用的自推进粒子。在这个模型中，即使是纯粹的排斥相互作用，导致相分离的动力学不稳定性已被报道。从多体Smoluchowski方程出发，我们发展了一种基于新的封闭格式的平均场描述，并推导出有效的流体动力学方程。我们表明，微观起源的不稳定性是一个力的不平衡，由于各向异性对分布导致自陷。相图可以用两个量来理解：最小驱动力和力不平衡。在足够高的推进速度下，会有一个重新进入无序流体的入口。
2013-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Isotropic-nematic transition of self-propelled rods in three dimensions
利用过阻尼布朗动力学模拟方法研究了三维空间中自推进杆的各向同性相变。对于两个著名的模型系统（Gay-Berne势和硬spherocylinders），我们发现，打开活动移动到更高的密度的相边界分离的各向同性相（非极性）非极性相。这种活跃的IN相边界是不同的各向同性和极性团簇状态之间的边界先前报道的二维模拟研究，不像后者，是不敏感的系统大小。因此，我们确定了一个通用的功能，在三维各向异性的活性粒子。
2018-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective motion of self-propelled particles interacting without cohesion
我们提出了一个全面的研究Vicsek风格的自推进粒子模型在两个和三个空间维度。集体运动的发病在这样的随机模型，只有局部对齐相互作用的详细研究，并显示是不连续的（一阶）。有序的，集体移动相的性质进行了研究。在一个大的域的参数空间，包括过渡区，定义良好的高密度和高阶传播孤立子结构被证明占主导地位的动态。另一方面，离过渡区足够远的地方，这些物体就不存在了。然后观察到一个平行均匀的有序相，其特征在于非常强的密度波动，超扩散，和强的不对称性。
2007-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self propelled particle transport in regular arrays of rigid asymmetric obstacles
我们报告的数值结果表明，实现净运输的自推进粒子（SPP）的存在下，一个二维的规则阵列的凸，对称或不对称，刚性障碍。排斥粒子间（软盘）和粒子障碍物的相互作用没有对齐规则。我们发现，SPP提出了一个涡型运动周围凸对称障碍物，即使在没有水动力效应。这样的运动不是针对单个SPP观察到的，而是SPP围绕障碍物的集体运动的结果。在不存在外场的情况下，在非对称凸形障碍物阵列中自发地建立了稳定的粒子流。我们的结果主要是自推进粒子附着在固体表面的倾向的结果。
2014-07-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Gaussian statistics for the motion of self-propelled Janus particles: experiment versus theory
球形Janus粒子是活跃布朗物体的最突出的例子之一。本文从实验和理论两方面研究了这种微泳者的扩散泳运动。发现了三个阶段：在短时间内的简单布朗运动，在中间时间的超扩散，最后在长时间内再次扩散行为。在实验中观察到的这三个制度进行了比较与理论模型的自推进粒子的平移和旋转运动耦合的朗之万动力学。除了均方位移，还讨论了更高的位移矩。特别是，关于自推进粒子的非高斯行为的理论预测在实验中得到验证。此外，全位移概率分布进行了分析，在协议与布朗动力学模拟无论是一个非常宽的峰值或明显的双峰结构被发现取决于实验条件。
2013-08-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Noise-induced vortex reversal of self-propelled particles
本文报道了一种有趣的现象，即在具有软核相互作用的二维自推进粒子系统中，噪声引起的涡旋反转。借助于前向通量采样，我们分析了沿反转路径的位形，从而确定了涡旋反转的机制。我们发现粒子的反转呈现出一个层次性的过程：位于边缘的粒子首先改变运动方向，然后更多的内层粒子再反转，并计算了平均反转率与噪声强度$D$和SPP个数$N$的关系.我们发现，该速率随$D$的倒数呈指数下降。有趣的是，速率随$N$非单调变化，并且对于$N$的中间值存在最小速率。
2012-04-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling behavior of transient dynamics of vortex-like states in self-propelled particles
本研究揭示自推进粒子系统中涡旋态平均寿命随粒子速度呈普适幂律标度，该标度对噪声具有强鲁棒性，为活性物质瞬态动力学提供了普适规律。
2023-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective Motion of Self-Propelled Particles with Memory
我们表明，记忆，在欠阻尼角动力学的形式，是一个至关重要的组成部分的集体性质的自推进粒子。使用Vicsek风格的模型与作用于角速度的Ornstein-Uhlenbeck过程，我们发现了丰富多样的集体阶段没有观察到在通常的过阻尼系统，包括涡旋晶格和活性泡沫。在一个严格相互作用的模型中，Vicsek波的近晶排列引起的全球极序观察。我们还提供了一个计算的电报噪声过程中发挥作用的情况下，涡之间的有效相互作用，从而解释这里观察到的涡格的出现和结构，并在运动性测定实验。
2018-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Persistent-random-walk approach to anomalous transport of self-propelled particles
自推进粒子的运动被建模为持续的随机行走。一个分析框架的开发，允许推导出精确的表达式的时间演化的任意时刻的持续走的位移。结果表明，步长和转角分布和自推进的相互作用产生各种迹象的异常扩散在短时间尺度和渐近的扩散系数范围很广的正常扩散行为。研究了从异常短时行为到渐进扩散状态的交叉，并讨论了交叉时间的参数依赖性。计算了位移分布的高阶矩，给出了位移分布的偏度和峰度随时间的演化解析表达式。
2015-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transport of Self-propelled Janus Particles Confined in Corrugated Channel with Lévy Noise
研究了波纹通道中自推进颗粒在Lévy噪声作用下的输运问题。Lévy噪声的参数（即，稳定性指数、不对称性参数、尺度参数、位置参数）和受限波纹通道的参数（即，隔室长度、通道宽度和瓶颈尺寸）对系统具有联合影响。随着平均参数的增大，存在流动逆转现象。左分布噪声将诱导$-x$定向传输，右分布噪声将诱导$+x$定向传输。分布的偏度会影响粒子的运动方向。随着稳定性指数的增加，平均速度表现出复杂的行为。角速度和角高斯噪声对粒子输运的影响很小。
2021-08-11 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Solitary wave state in the nonlinear Kramers equation for self-propelled particles
我们利用非线性Kramers方程研究了自传播粒子的集体现象。孤立波态是由具有非零平均速度的空间均匀有序态的不稳定性产生的。两个不同高度的孤立波合并成一个较大的孤立波。利用自洽方法构造了孤立波的近似解。的相变的孤立波状态是一阶或二阶，这取决于控制参数。
2017-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Time-dependent inertia of self-propelled particles: the Langevin rocket
许多自行推进的物体大到足以显示出惯性效应，但仍然受到环境波动的影响。相应的基本运动方程由主动Langevin动力学控制，该动力学涉及惯性、摩擦和随机噪声，用于通过沿颗粒取向的自推进耦合的平移和取向自由度。本文将主动Langevin模型推广到含时参数，并详细讨论了非手性和手征粒子的含时惯性效应。对这种情况的认识是多方面的，从燃烧自身质量而自行推进的微型火箭，等离子体中的尘埃颗粒通过蒸发物质而失去质量，到活动即将结束的步行者。在这里，我们提出了几个动态关联函数，如均方位移和取向和速度的自相关函数的解析解。如果参数在时间上表现出慢幂律，则我们得到具有非平凡动力学指数的反常超扩散。最后，我们在传统的齐奥尔科夫斯基火箭方程中加入取向涨落，建立了“朗之万火箭”模型。我们计算的朗之万火箭的平均到达，并讨论不同的质量喷射策略，以最大限度地提高它。我们的结果可以在实验中测试宏观机器人或生活粒子或自推进介观物体在低粘度的介质，如复杂的等离子体。
2021-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective behavior of penetrable self-propelled rods in two dimensions
自推进粒子的集体行为在运动性测定中在微尺度上观察到游泳者如精子和细菌以及蛋白质细丝。这类系统的性质既取决于它们的维数，也取决于它们粒子之间的相互作用。我们引入了一个二维自推进杆模型，该模型通过分离位移的伦纳德-琼斯势相互作用。由于有限的势垒，棒能够交叉。这个模型使我们能够有效地模拟系统的自推进杆，有效地在二维移动，但偶尔可以逃脱到第三维，以通过对方。我们的准二维自推进粒子描述了一类活跃的系统，其中包括microswimmer靠近墙壁和细丝推进基板上。利用蒙特卡罗模拟，我们首先确定了被动棒的各向同性相变。使用布朗动力学模拟，我们的特点团簇形成的自推进棒作为一个功能的推进强度，噪音，和能量障碍。与具有无限势垒的棒相反，推进强度的增加不仅有利于对准，而且有效地降低了阻止棒交叉的势垒。因此，我们找到了一个集群窗口，在中等推进强度的最大集群大小。
2014-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Run-and-Tumble Dynamics of Self-Propelled Particles in Confinement
奔跑翻滚动力学是一种广泛存在的游动细菌机制。在二维和三维空间低密度极限条件下，从理论上和数值上研究了不透水表面附近翻滚运动的微型游泳者的积累。单峰和指数分布的运行长度被认为是。与{指数分布的游程长度}相反，恒定的游程长度导致表面附近颗粒的密度分布中的{峰值和耗尽区域}。最后，我们提出了一个普遍的积累规律，为大通道宽度，这不仅适用于运行和翻滚的游泳者，但也适用于许多其他类型的自推进粒子。
2015-03-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
