Abstract

本論文では，遊泳鞭毛の流体解析によく用いられる抵抗力理論（Gray and Hancock 法）の精度を検討した． べん毛モデルを用いて計算した大振幅の平面波に対して，抵抗力理論と，より精度の高いSlender-Body理論で計算した力，曲げモーメント，せん断モーメントを比較検討した。 抵抗力理論の計算に用いた古典的な抗力係数の値を経験的に約35%上方修正することで、細胞体が付着していない鞭毛の場合、2つの方法によって予測される鞭毛の長さに沿った力とモーメントの分布はよく一致するようになった。 この調整後、いくつかの典型的なテストケースについて、2つの方法によって計算されたエネルギー消費率は、ほぼ同じであることがわかりました。 このように、抵抗力法は、鞭毛の曲げ伸ばしを制御するメカニズムの解析に、現在の解析レベルで全く問題なく利用できる。 また、鞭毛の一端に付着した細胞体の存在が、鞭毛が受ける流れ場を変化させる影響についても検討した。 抵抗力理論では考慮されないこの相互作用は、単純な精子の頭部のような小さな細胞体ではおそらく重要ではないが、大きな細胞体や泳ぐ方向に対して大きな振幅の運動をする細胞体では、正確な解析には細長い物体理論の利用が必要である

。