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MIAE-321不要太大,也不要太小:迷宫导航中的金发女孩类比

物理学 2022-07-28 23:59:15

冲绳科学技术研究所 信用:Pixabay/CC0公共域 冲绳科学技术研究生院(OIST)的新研究发现,流体在障碍物周围选择路径的方式有惊人的随机性,这取决于它们的间距

这对于一系列场景有着重要的意义——从石油开采和地下水修复,到理解流体通过生物系统的运动

这项研究发表在《物理评论快报》上

来自OIST微/生物/纳米流体单位的科学家们创造了一个由两个微型圆柱体组成的微小装置,每个圆柱体大约一根头发的宽度,并排放置在一个通道中

这为流体通过一对障碍物创造了三种可能的路径选择

一种类似于普通洗发水和护发素的粘弹性液体,以恒定的速度在装置中流动,并绘制出它在圆柱体周围选择的路径

“我们发现了这个很好的金发类比,”第一作者Dr

卡梅伦·霍普金斯

“如果圆柱体之间的中心间隙太小,那么流体将避开这个间隙,并随机选择两个侧面路径中的一个绕圆柱体

如果中心间隙太大,那么流体将穿过中心并避开两个侧路径

只有当间隙刚好合适时,流体才会在三个可用路径中随机选择

" 最终,这项研究揭示了流体路径选择的复杂性,研究结果可以扩展到帮助理解更大的真实世界系统中的流体传输

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