Python中的泳动和斯托克斯流体力学
pystokes的Python项目详细描述
PyStokes：Python中的phoresis和Stokesian流体力学
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关于
PyStokes是Python中的phoresis和Stokesian流体力学的一个数值库。它采用无网格方法，结合Laplace和Stokes方程的积分表示、谱展开和Galerkin离散化，来计算具有滑动边界条件的球体之间的相互作用。该库还计算悬浮尺度量，如流变响应、能量耗散和流体流动。计算成本是粒子数的二次方，在多核计算机上最多可容纳1e5个粒子。该库已用于模拟微生物，合成自泳粒子和自推进液滴的悬浮液。在
在使用PyStokes进行研究之前，请先阅读PyStokespaper和{a19}。以下是PyStokes Gallery中的一些示例：
活动粒子的周期轨道
我们的工作显示了一对活跃粒子的振荡动力学
一个边界，最好的例子是绿藻的迷人舞蹈
Volvox可以用哈密顿力学来理解，即使
系统不能节省能量。在PyStokes Gallery中阅读更多内容。
平面无滑移面上的结晶
众所周知，胶体的结晶近似于硬球 矛盾的是，由于有序晶体状态的熵更高 与无序液态相比。失去平衡，没有这样的普遍性 该原理可使结晶合理化。在这里，我们确定了一种新的非平衡机制，与熵产生而不是熵增益有关，它驱动活性胶体在平面壁附近的结晶。在PyStokes Gallery中阅读更多内容。在
新闻
2019年7月26日2019年7月26日-PyStokes可以计算自泳悬浮液中的水动力和的相互作用。在
安装
你可以用PyStokes来旋转，而无需安装：。装载时请耐心等待。在
从本回购协议的结帐
使用
安装PyStokes和扩展的依赖项列表>> git clone https://github.com/rajeshrinet/pystokes.git
>> cd pystokes
>> pip install -r requirements.txt
>> python setup.py install
{ha24}s{ha24}s}
^{pr2}$
通过pip
安装最新的PyPI版本
>> pip install pystokes
测试
测试安装和运行
>> cd tests
>> python shortTests.py
示例笔记本的长时间测试
>> cd tests
>> python notebookTests.py
示例
# Example 1: Flow field due to $2s$ mode of active slipimportpystokes,numpyasnp,matplotlib.pyplotasplt# particle radius, self-propulsion speed, number and fluid viscosityb,eta,Np=1.0,1.0/6.0,1# initializer,p=np.array([0.0,0.0,3.4]),np.array([0.0,1.0,0])V2s=pystokes.utils.irreducibleTensors(2,p)# space dimension , extent , discretizationdim,L,Ng=3,10,64;# instantiate the Flow classflow=pystokes.wallBounded.Flow(radius=b,particles=Np,viscosity=eta,gridpoints=Ng*Ng)# create grid, evaluate flow and plotrr,vv=pystokes.utils.gridYZ(dim,L,Ng)flow.flowField2s(vv,rr,r,V2s)pystokes.utils.plotStreamlinesYZsurf(vv,rr,r,offset=6-1,density=1.4,title='2s')
#Example 2: Phoretic field due to active surface flux of l=0 modeimportpystokes,numpyasnp,matplotlib.pyplotasplt# particle radius, fluid viscosity, and number of particlesb,eta,Np=1.0,1.0/6.0,1#initialiser,p=np.array([0.0,0.0,5]),np.array([0.0,0.0,1])J0=np.ones(Np)# strength of chemical monopolar flux# space dimension , extent , discretizationdim,L,Ng=3,10,64;# instantiate the Flow classphoreticField=pystokes.phoreticUnbounded.Field(radius=b,particles=Np,phoreticConstant=eta,gridpoints=Ng*Ng)# create grid, evaluate phoretic field and plotrr,vv=pystokes.utils.gridYZ(dim,L,Ng)phoreticField.phoreticField0(vv,rr,r,J0)pystokes.utils.plotContoursYZ(vv,rr,r,density=.8,offset=1e-16,title='l=0')
其他例子包括
- Irreducible Active flows
- Effect of plane boundaries on active flows
- Active Brownian Hydrodynamics near a plane wall
- Flow-induced phase separation at a plane surface
- Irreducible autophoretic fields
- Autophoretic arrest of flow-induced phase separation
精选出版物
- 在
PyStokes: phoresis and Stokesian hydrodynamics in Python，R Singh and R Adhikari，《开放源码软件杂志》，5（50），2318，（2020年）。（如果您在研究中使用PyStokes，请引用本文）。在
在 - 在
Controlled optofluidic crystallization of colloids tethered at interfaces，A Caciagli，R Singh，D Joshi，R Adhikari和E Eiser，物理评论信件125（6），068001（2020）
在 - 在
Periodic Orbits of Active Particles Induced by Hydrodynamic Monopoles，A Bolitho，R Singh，R Adhikari，物理评论信124（8），088003（2020）
在 - 在
Competing phoretic and hydrodynamic interactions in autophoretic colloidal suspensions，R Singh，R Adhikari，and ME Cates，化学物理杂志151044901（2019）
在 - 在
Generalized Stokes laws for active colloids and their applications，R Singh and R Adhikari，物理通信杂志，2025025（2018）
在 - 在
Flow-induced phase separation of active particles is controlled by boundary conditions，S Thutupalli，D Geyer，R Singh，R Adhikari，and HA Stone，《国家科学院院刊》，1155403（2018）
在 - 在
Universal hydrodynamic mechanisms for crystallization in active colloidal suspensions，R Singh和R Adhikari，Physical Review Letters，117，228002（2016年）
在
请参阅完整的出版物列表here。在
支持
- 关于PyStokes的帮助和问题，请发到pystokes-users小组。在
- 对于错误报告和功能请求，请使用GitHub上的issue tracker。在
许可证
我们相信，开放和分享可以促进科学实践，并增加其利益的范围。此代码在MIT license下发布。我们的选择是由一篇关于Licensing for the scientist-programmer的优秀文章指导的。在
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