Модель динамики самодвижущейся цепочки частиц в вязкой жидкости

Рассматривается модель цепочки, состоящей из сферических частиц, шарнирно соединенных между собой стержнями, перемещающейся в вязкой жидкости за счет формирования вокруг себя такого вихревого течения вязкой жидкости, которое создает гидродинамическую силу, двигающую цепочку в заданном направлении. Вихревое течение жидкости образуется вращением частиц цепочки в результате действия моментов внутренних сил, сумма которых равна нулю. Для расчета динамики цепочки совместно решается система уравнений течения вязкой жидкости в приближении малых чисел Рейнольдса с граничными условиями и динамики частиц. Учитывается гидродинамическое взаимодействие всех частиц в цепочке. Считается, что стержни с жидкостью не взаимодействуют, а их роль сводится к удержанию соединенным стержнем частиц на одном и том же расстоянии. Проведено компьютерное моделирование динамики трех цепочек, которые отличаются размерами частиц. Рассчитаны усилия в стержнях и скорость перемещения для каждой модельной цепочки. Найдено, что одна из рассмотренных моделей перемещается быстрее. На основе предложенного подхода можно создавать модели самодвижущихся цепочек частиц разной длины.