С. И. Мартынов, Л. Ю. Ткач

БОУ ВО «Сургутский государственный университет» (г. Сургут, Российская Федерация)

Аннотация. В статье обосновывается гидродинамический механизм перемещения дипольного микро-/наномотора в жидкости с ионами разного знака. Дипольный заряд и ионы в окружающей жидкости образуются в результате электрокаталитической реакции на поверхности наномотора. С этой целью проводится сравнение известных результатов моделирования динамики дипольного агрегата на основе уравнений электрогидродинамики с результатами моделирования динамики системы, в которой дипольный агрегат перемещается в облаке мелких противоположно заряженных частиц в окружающей его вязкой жидкости. Учитывается гидродинамическое взаимодействие всех частиц в облаке между собой и с дипольным агрегатом при их различных распределениях в жидкости вокруг диполя. Суммарный заряд всех мелких частиц может быть как равен нулю, так и иметь отличное от нуля значение. Под действием поля дипольного агрегата частицы в облаке приводятся в движение, которое формирует в окружающей жидкости течение, создающее гидродинамическую силу, перемещающую агрегат. Проведенные расчеты подтвердили возможность дипольного агрегата перемещаться во всех рассмотренных случаях в~результате действия гидродинамической силы, создаваемой формируемым течением окружающей жидкости. При этом скорость и направление его перемещения существенно зависит как от распределения мелких частиц в окружающей жидкости, так и от их суммарного заряда. Показано и обосновано существенное отличие имеющихся в литературе результатов моделирования от полученных на основе рассматриваемой модели, которая более точно описывает динамику такого рода микро-/наномотора.

Ключевые слова: вязкая жидкость, заряженные частицы, гидродинамическое взаимодействие, дипольный агрегат, микро-/наномотор

Для цитирования: Мартынов С. И., Ткач Л. Ю. Гидродинамический механизм перемещения каталитических микро-/наномоторов // Журнал Средневолжского математического общества. 2021. Т. 23, № 1. С. 91–109. DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.23.202101.91–109

Информация об авторах:

Мартынов Сергей Иванович, главный научный сотрудник, БУ ВО «Сургутский государственный университет» (628412, Россия, г. Сургут, пр. Ленина, д. 1), доктор физико-математических наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6420-3315, martynovsi@mail.ru

Ткач Леонилла Юрьевна, научный сотрудник, БУ ВО «Сургутский государственный университет» (628412, Россия, г. Сургут, пр. Ленина, д. 1), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8814-9285, leonilla7777@mail.ru