Abstract

Dit artikel onderzoekt de nauwkeurigheid van de resistieve-krachttheorie (Gray and Hancock methode) die algemeen gebruikt wordt voor de hydrodynamische analyse van zwemmende flagellen. We hebben een vergelijking gemaakt tussen de krachten, buigmomenten en afschuifmomenten berekend door de weerstandskrachtentheorie en door de meer nauwkeurige slank-lichaamstheorie voor grote amplitude, vlakke golfvormen berekend voor een flagellamodel. Door een empirische bijstelling naar boven, met ongeveer 35%, van de klassieke waarden van de weerstandscoëfficiënt die in de berekeningen met de weerstandskrachtentheorie worden gebruikt, hebben wij een goede overeenkomst verkregen tussen de verdelingen van de krachten en de momenten over de lengte van het flagellum die door de twee methoden worden voorspeld wanneer aan het flagellum geen cellichaam is bevestigd. Na deze aanpassing vonden wij dat de energie-uitgaven berekend door de twee methoden voor de weinige typische testgevallen bijna identiek waren. De resistieve-krachttheorie is dus volledig bevredigend voor gebruik in de analyse van mechanismen voor de controle van flagellaire buiging, op het huidige niveau van verfijning van deze analyse. Wij hebben ook de effecten onderzocht van de aanwezigheid van een cellichaam dat aan een uiteinde van het flagellum is bevestigd, waardoor het stromingsveld dat door het flagellum wordt ervaren, wordt gewijzigd. Deze interactie, die niet in aanmerking wordt genomen in de weerstandskrachttheorie, is waarschijnlijk onbeduidend voor kleine cellichamen, zoals de koppen van eenvoudige spermatozoa, maar voor grotere cellichamen, of cellichamen die grote amplitudebewegingen dwars op de zwemrichting hebben, is het gebruik van slender-body theorie vereist voor nauwkeurige analyse.