Local orientational order in the Stockmayer liquid
的Stockmayer流体的相行为进行了研究与Monte-Carlo退火方案类似的方法。我们引入了一种新的序参量，它对流体中粒子的偶极子的局部共取向敏感。我们展示了一个相图的基础上的行为的序参量在密度区域0.1 \leq ρ \ast \leq 0.32。具体地说，我们观察和分析了二阶局部无序流体\rightarrow局部取向流体的相变。
2012-06-21 cond-mat.soft
First-order phase transitions in lattice bilayers of Janus-like particles: Monte Carlo simulations
研究了狭缝孔中Janus粒子的晶格模型中的一级相变。我们假设一个立方晶格的分子可以自由地改变他们的方向上的晶格网站。此外，分子可以与孔壁相互作用的取向依赖的力。所进行的计算仅限于双层的情况。我们的重点是在流体之间的竞争壁和流体与流体的相互作用。在流体-壁面相互作用与流体-流体相互作用相反的系统中形成的定向结构不同于在具有中性壁面或具有吸引流体分子的排斥部分的壁面的系统中出现的定向结构。
2016-09-15 cond-mat.soft
Phase transitions in nanoconfined binary mixtures of highly oriented colloidal rods
我们分析了一个二元混合物的胶体平行硬圆柱形颗粒具有相同的直径，但不同的长度$L_1$和$L_2$，与$s=L_2/L_1=3$，局限于两个平行的硬壁在一个平面的狭缝孔的几何形状，使用一个基本的-测量密度泛函理论。该模型提出了一阶和二阶N-S体转变和S-S分层的近晶（N）相和两种类型的近晶（S）相，以及在单个硬壁处的表面行为，该表面行为包括由无限数量的表面诱导分层（SIL）转变介导（或不介导）的S相的完全润湿。本文研究了约束对该模型胶体流体混合物的影响。由于三个相关长度尺度之间的竞争，限制导致相图中的深刻变化：孔宽度$h$、近晶周期$d$和长度比$s$。四个主要影响被确定：（i）二阶体N-S跃迁被抑制。(ii)分层转变受到微弱的影响，在$μ_1-μ_2$（化学势）平面上有小的位移。(iii)在某些情况下，发生在两个封闭的单组分流体中的封闭诱导分层（CIL）转变与分层转变合并。(iv)表面诱导分层（SIL）过渡发生在一个单一的表面作为共存条件的做法也转移在封闭的流体。通过完整的$μ_1-μ_2$和$p-\bar{x}$（压力-平均孔隙组成）相图，对特定孔径值的孔径趋势进行了分析。这项工作，这是第一个解决约束下的液晶混合物的行为，可能是相关的第一步，以了解自组装性能的金属纳米粒子的混合物在外部领域的限制几何形状。
2010-05-03 cond-mat.soft
Collective Hall current in chiral active fluids: Coupling of phase and mass transport through traveling bands
研究模拟取向圆形游泳者，发现行进带作为非线性流体动力学方程的非色散孤子解，可产生垂直于传播方向的集体霍尔电流，并在大轨道半径下非连续转变为同步态。
2023-07-20 cond-mat.soft nlin.PS
Spontaneous phase coordination and fluid pumping in model ciliary carpets
哺乳动物的肺、脑和生殖道等纤毛组织专门用于泵送液体。它们通过数十万个纤毛的集体活动产生流动，这些纤毛以惊人的异时波模式跳动。尽管在分析纤毛协调方面取得了进展，但仍然缺乏将协调和纤毛大阵列限制中的液体泵送联系起来的一般理论。在这里，我们进行了硅实验与数以千计的流体动力学相互作用的纤毛，我们开发了一个连续的理论，在无限的限制，许多独立跳动的纤毛结合工具，从活性物质和经典的斯托克斯流。我们发现，在模拟和理论，各向同性和同步纤毛状态是不稳定的。行波的出现与初始条件无关，但波和净流的特性取决于纤毛和组织特性。也就是说，异时相协调是一个稳定的全球吸引大纤毛地毯，即使在有限的扰动纤毛和组织特性。这些结果支持纤毛组织的功能特异性与组织结构和纤毛搏动运动学交织的观点，并开辟了建立从纤毛水平搏动到组织水平协调和流体泵送的结构-功能图的前景。
2022-09-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Drop of Active Matter
本文从理论上研究了放置在固体表面上的含有取向细丝的液滴的流体动力学。主动应力改变定性的润湿性能的下降，导致新的传播规律和新颖的静态液滴形状。用于测试我们的预测的候选系统包括具有马达和ATP的细胞骨架提取物、细菌或脉动细胞的悬浮液或充满人工自推进胶体的流体。
2012-01-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
The hydrodynamics of slender swimmers near deformable interfaces
本文研究了运动细长微游泳体与分离两个牛顿流体区域的可变形界面之间的耦合流体动力学。从由游泳运动产生的扰动场，我们定量表征的接口变形和耦合修改的microswimmer翻译本身的方式。我们对待的角色的游泳者类型（推和拉），尺寸和模型的接口，可以变形，由于表面张力和弯曲弹性。我们的分析揭示了强烈的依赖性的流体动力学的游泳者的方向和位置。给定两种流体介质的粘度、界面性质和游动体类型，游动体可以根据其配置朝向或远离界面迁移。当游泳者平行于界面定向时，如果其在更粘滞的流体中游泳，则推动器型游泳者在短时间内从界面被排斥。然而，在很长一段时间，推总是吸引界面，拉总是从它排斥。另一方面，垂直于界面取向的游泳者表现出相反的平行游泳者的迁移模式。因此，一个主机的复杂的迁移轨迹出现任意取向的界面的游泳者。我们发现，限制一个游泳者之间的刚性边界和可变形的接口的结果在制度的吸引力对两个表面取决于游泳者的位置在通道中，无关的粘度比。不同的迁移模式是最突出的顺序从接口，细长的游泳者模型产生一个更好的近似耦合流体动力学的游泳者大小的区域。
2022-04-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Phase diagram and structural properties of a simple model for one-patch particles
我们使用参考超网链（RHNC）积分方程和专门的蒙特卡罗模拟研究了一个简单的单块流体模型的热力学和结构性质。在这个模型中，相互作用的粒子是硬球，每个硬球的表面都有一个相同的、任意取向的、有吸引力的圆形斑块;只有当两个球体上的斑块在由斑块大小决定的特定角度范围内面向对方时，两个球体才能通过简单的方阱势吸引。在吸引面与排斥面之比为0.8的情况下，我们构造了RHNC流-流分离曲线，并与Gibbs系综和巨正则蒙特卡罗模拟结果进行了比较.我们发现，RHNC提供了一个快速和高度可靠的估计的流体-流体临界线的位置。此外，它给出了一个详细的（虽然近似）描述的所有结构特性及其对补丁大小的依赖。
2009-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Prediction of the liquid-crystal phase behavior of hard right triangles from fourth-virial density-functional theories
该研究用纳入四阶维里系数的扩展标度粒子理论解释硬直角三角形流体中强八方位关联的成因，发现其虽被增强却不足以形成稳定八方位相。
2023-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Memory-induced alignment of colloidal dumbbells
本研究通过实验与理论探究黏弹性流体中胶体哑铃的瞬态反冲动力学，发现流体弛豫引发的角度重取向及垂直驱动方向时的涨落放大阻挫态，结果与朗之万描述和微观浴棒模型吻合，为不对称物体在黏弹性流体中的运动研究提供参考。
2023-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Driven and active colloids at fluid interfaces
我们推导出表达式的领导秩序的远场流动所产生的外部驱动和主动（游泳）胶体在平面流体-流体界面。我们认为胶体邻近界面或粘附在界面上的钉扎接触线。雷诺数和毛细管数假设远小于统一，在典型的微米级胶体涉及空气或烷烃水界面。对于驱动胶体，领先的顺序流是由这个系统的点力（和/或扭矩）响应。对于活性胶体，力偶极子（应力波）响应发生在领先的顺序。在干净的（无表面张力）接口，这些流体动力学模式基本上是一个有限的一组通常的斯托克斯多极体流体。对于主导顺序，驱动胶体施加平行于界面的Stokeslets，而活性胶体根据胶体的取向驱动不同取向的应力。然后，我们考虑如何改变这些模式的存在下，一个不可压缩的接口，一个典型的情况下，在小毛细管数的胶体系统中存在的表面活性剂。驱动和活性胶体的领导秩序模式的重组显着。对于驱动的胶体，界面不可压缩性大大削弱了远场流垂直于界面，点力响应驱动器流只平行于界面。然而，Marangoni应力诱导一个新的偶极模式，它缺乏一个干净的界面上的类似物。如果存在表面粘性应力，则可能在界面和周围流体上产生非常长距离的流动。我们的研究结果对胶体组装和流体边界附近的平流质量输运增强具有重要意义。
2020-12-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Flagellar Synchronization Through Direct Hydrodynamic Interactions
微尺度流体流动所产生的合奏殴打真核生物鞭毛是至关重要的基本过程，如发展，运动和传感。尽管实验和理论取得了重大进展，但这种惊人协调背后的物理机制仍不清楚。在这里，我们提出了一个新的一系列的实验中，鞭毛动力学的两个微量移液器举行的团藻carteri的体细胞，具有可测量的不同的固有跳动频率，研究了高速成像作为其相互分离和方向的函数。从跳动的时间序列的分析，我们发现，鞭毛间的耦合，这是由细胞之间的化学和机械连接的缺乏纯粹的流体动力学的约束，表现出与理论预测一致的空间依赖性。在紧密的间距，它产生强大的同步，可以占主导地位的数千鞭毛节拍，而在增加分离这种同步系统退化的随机过程。相对鞭毛方向的操纵揭示了同相和反相同步态的存在，这是符合动力学理论。通过动态鞭毛跟踪与精致的时空精度，我们量化的变化，结果从改变耦合配置和分离距离的跳动波形。本研究的实验结果明确证明，鞭毛耦合单独通过流体介质可以实现强大的同步，尽管显着差异，其内在特性。
2014-03-09 cond-mat.soft q-bio.CB
Inertia drives a flocking phase transition in viscous active fluids
一群定向的可伸展游泳者必须游多快才能逃脱粘性主动悬浮液的不稳定性？我们发现，答案在于无量纲的组合$R=ρv_0^2/2σ_a$，其中$ρ$是悬浮液的质量密度，$v_0$的游泳速度和$σ_a$的主动应力。线性稳定性分析表明，对于小的$R$扰动增长率线性波数$q$，占主导地位的不稳定模式涉及扭曲。在我们的数值研究中得到的稳定状态是各向同性的刺猬缺陷湍流。超过第一个阈值$R$的顺序统一，我们发现一个较慢的增长率，$O(q^2)$ ;数值观察到的稳定状态是{ \it相湍流}：噪音，但平均{ \it对齐}。我们提出的数字证据在三维和二维的惯性驱动的植绒过渡是连续的，与增长的相关长度接近过渡。对于大得多的$R$，我们发现一个对齐的状态线性稳定的扰动在所有$q$。我们的预测应该可以在中尺度游泳者的悬浮液中进行测试[D Klotsa，Soft Matter \textbf{15}，8946（2019）]。
2021-11-06 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Fluid Flows Created by Swimming Bacteria Drive Self-Organization in Confined Suspensions
已知游动微生物和其他形式的活性物质的浓缩悬浮液在比单个能动单元大的尺度上显示复杂的、自组织的时空模式。尽管进行了深入的实验和理论研究，但仍不清楚游泳细胞产生的流体动力学流动（而不是它们之间的纯粹空间相互作用）在多大程度上驱动了自组织。本文利用最近发现的\textit{B. subtilis}受限悬浮液中的螺旋涡态来详细研究这一问题。这些实验表明，如果薄圆柱形腔室中的约束半径低于临界值，则悬浮液将自发地形成由反向旋转的细胞边界层包围的稳定的单涡旋状态，其中涡旋内具有螺旋细胞取向。然而，螺旋漩涡中鞭毛的方向以及细胞的游动方向还不清楚。在这里，使用一个快速的模拟方法，捕捉定向细胞和细胞流体相互作用的离散颗粒系统的极小模型，我们预测的惊人的，违反直觉的结果，在集体产生的流体运动的存在下，螺旋涡流内的细胞实际上游泳上游对这些流量。这是证实了新的实验报告在这里，其中包括测量鞭毛束的方向和细胞跟踪的自组织状态。这些结果突出了微生物浓缩悬浮液中细胞取向和流体动力学流动之间的复杂相互作用。
2014-07-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
