Abstract

Denne artikel undersøger nøjagtigheden af teorien om resistive kræfter (Gray og Hancock-metoden), som almindeligvis anvendes til hydrodynamisk analyse af svømmende flageller. Vi har foretaget en sammenligning mellem de kræfter, bøjningsmomenter og forskydningsmomenter, der er beregnet af resistive-force teorien og af den mere nøjagtige slankekroppsteori for plane bølgeformer med stor amplitude, beregnet for en flagellar-model. Ved at foretage en opadgående empirisk justering på ca. 35 % af de klassiske værdier for modstandskoefficienten, der blev anvendt i resistive-kraftteoriberegningerne, opnåede vi en god overensstemmelse mellem fordelingen af kræfter og momenter langs flagellens længde, som forudsiges af de to metoder, når flagellen ikke har noget cellelegeme påsat. Efter denne justering fandt vi, at den energiforbrugshastighed, der blev beregnet af de to metoder for de få typiske testtilfælde, var næsten identisk. Resistivkraftteorien er således fuldt ud tilfredsstillende til brug i analysen af mekanismer til kontrol af flagellens bøjning på det nuværende sofistikerede niveau af denne analyse. Vi undersøgte også virkningerne af tilstedeværelsen af et cellelegeme, der er fastgjort til den ene ende af flagellen, hvilket ændrer det strømningsfelt, som flagellen oplever. Denne interaktion, som ikke tages i betragtning i teorien om modstandskraft, er sandsynligvis ubetydelig for små cellelegemer som f.eks. hovederne på simple spermatozoer, men for større cellelegemer eller cellelegemer, der har bevægelser med stor amplitude på tværs af svømmeretningen, er det nødvendigt at anvende slankelegeme-teori for at få en præcis analyse.