Geometric capture and escape of a microswimmer colliding with an obstacle
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Motivated by recent experiments, we consider the hydrodynamic capture of a microswimmer near a stationary spherical obstacle. Simulations of model equations show that a swimmer approaching a small spherical colloid is simply scattered. In contrast, when the colloid is larger than a critical size it acts as a passive trap: the swimmer is hydrodynamically captured along closed trajectories and endlessly orbits around the colloidal sphere. In order to gain physical insight into this hydrodynamic scattering problem, we address it analytically. We provide expressions for the critical trapping radius, the depth of the "basin of attraction," and the scattering angle, which show excellent agreement with our numerical findings. We also demonstrate and rationalize the strong impact of swimming-flow symmetries on the trapping efficiency. Finally, we give the swimmer an opportunity to escape the colloidal traps by considering the effects of Brownian, or active, diffusion. We show that in some cases the trapping time is governed by an Ornstein-Uhlenbeck process, which results in a trapping time distribution that is well-approximated as inverse-Gaussian. The predictions again compare very favorably with the numerical simulations. We envision applications of the theory to bioremediation, microorganism sorting techniques, and the study of bacterial populations in heterogeneous or porous environments.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle