速度外场驱动下活性粒子流瓶颈堵塞的“欲速则不达”现象

增加个体速度或个体间挤压强度，个体通过瓶颈的流量反而明显降低，这就是著名的“欲速则不达”现象。本文利用分子动力学模拟研究了在不同速度场驱动下，自驱动力对活性粒子瓶颈堵塞特性的影响。随着粒子自驱动力的增加，活性粒子的整体流量反而减少。基于粒子的阻塞概率与互补累积分布函数的拟合幂律指数，解释了尽管自驱动力可有效增强粒子的运动能力，但同时也引起堵塞事件的增加，最终造成整体流量下降。活性粒子瓶颈流作为典型的复杂系统，可帮助学生理解个体最优化并不一定会使整体效率最优的物理思想，并且其对数据处理统计分析水平要求较高，这对本科生学术能力的训练和科学素养的培养很有帮助。