Abstract

In dieser Arbeit wird die Genauigkeit der Widerstandskrafttheorie (Gray und Hancock Methode) untersucht, die üblicherweise für die hydrodynamische Analyse von schwimmenden Flagellen verwendet wird. Wir haben einen Vergleich zwischen den Kräften, Biegemomenten und Schermomenten angestellt, die mit der Widerstandskrafttheorie und der genaueren Schlankkörpertheorie für ebene Wellenformen mit großen Amplituden für ein Flagellenmodell berechnet wurden. Durch eine empirische Anpassung der klassischen Widerstandskoeffizienten, die in den Berechnungen der Widerstandskrafttheorie verwendet wurden, um etwa 35 % nach oben, erhielten wir eine gute Übereinstimmung zwischen den Verteilungen der Kräfte und Momente entlang der Länge der Geißel, die von den beiden Methoden vorhergesagt wurden, wenn die Geißel keinen Zellkörper trägt. Nach dieser Anpassung stellte sich heraus, dass der von den beiden Methoden berechnete Energieaufwand für die wenigen typischen Testfälle nahezu identisch war. Die Theorie der Widerstandskraft ist daher für die Analyse der Mechanismen zur Steuerung der Geißelbiegung beim derzeitigen Stand der Analyse völlig zufriedenstellend. Wir haben auch die Auswirkungen des Vorhandenseins eines Zellkörpers untersucht, der an einem Ende der Geißel befestigt ist und das Strömungsfeld, dem die Geißel ausgesetzt ist, verändert. Diese Wechselwirkung, die in der Widerstandskrafttheorie nicht berücksichtigt wird, ist bei kleinen Zellkörpern, wie den Köpfen einfacher Spermien, wahrscheinlich unbedeutend, aber bei größeren Zellkörpern oder Zellkörpern, die Bewegungen mit großer Amplitude quer zur Schwimmrichtung ausführen, ist für eine genaue Analyse die Anwendung der Theorie schlanker Körper erforderlich.