Abstract

Tässä artikkelissa tutkitaan uivien flagellien hydrodynaamiseen analyysiin yleisesti käytetyn resistiivisen voimateorian (Grayn ja Hancockin menetelmä) tarkkuutta. Teimme vertailun resistiivivivoimateorian ja tarkemman hoikkakappaleteorian avulla laskettujen voimien, taivutusmomenttien ja leikkausmomenttien välillä flagellamallille lasketuille suuren amplitudin tasaisille aaltomuodoille. Kun resistiivivoimateorian laskelmissa käytettyjä klassisia vastuskertoimen arvoja korotettiin empiirisesti noin 35 prosenttia ylöspäin, saatiin aikaan hyvä yhteisymmärrys näiden kahden menetelmän ennustamien voimien ja momenttien jakaumien välillä lippukotelon pituussuunnassa, kun lippukoteloon ei ole kiinnittynyt solurunkoa. Tämän oikaisun jälkeen havaitsimme, että molemmilla menetelmillä laskettu energiankulutuksen nopeus muutamissa tyypillisissä testitapauksissa oli lähes identtinen. Resistiivisen voiman teoria on näin ollen täysin tyydyttävä käytettäväksi lippulapun taipumisen säätelymekanismien analysoinnissa tämän analyysin nykyisellä kehittyneisyystasolla. Tutkimme myös lippulangan toiseen päähän kiinnitetyn solurungon vaikutuksia, sillä se muuttaa lippulangan kokemaa virtauskenttää. Tämä vuorovaikutus, jota ei oteta huomioon resistiivisen voiman teoriassa, on luultavasti merkityksetön pienille soluelimille, kuten yksinkertaisten siittiöiden päille, mutta suuremmille soluelimille tai soluelimille, joilla on uintisuuntaan nähden suuria amplitudiliikkeitä, tarvitaan hoikkien kappaleiden teoriaa tarkan analyysin tekemiseksi.