Abstract

Praca bada dokładność teorii siły oporu (metoda Graya i Hancocka), która jest powszechnie stosowana do analizy hydrodynamicznej pływających flagelli. Dokonano porównania sił, momentów zginających i momentów ścinających obliczonych przez teorię siły oporowej z dokładniejszą teorią smukłego ciała dla planarnych form falowych o dużej amplitudzie obliczonych dla modelu flagelli. Dokonując empirycznej korekty w górę, o około 35%, klasycznych wartości współczynnika oporu używanych w obliczeniach teorii siły oporu, uzyskaliśmy dobrą zgodność pomiędzy rozkładami sił i momentów wzdłuż długości flagellum przewidywanymi przez dwie metody, gdy flagellum nie ma przyczepionego ciała komórkowego. Po tym dostosowaniu, znaleźliśmy tempo wydatku energetycznego obliczone przez dwie metody dla kilku typowych przypadków testowych, aby być prawie identyczne. Teoria siły oporu jest więc całkowicie zadowalająca do zastosowania w analizie mechanizmów kontroli zginania flagellar, na obecnym poziomie zaawansowania tej analizy. Zbadaliśmy również efekty obecności ciała komórkowego przyczepionego do jednego końca flagellum, które modyfikuje pole przepływu doświadczane przez flagellum. Ta interakcja, która nie jest brana pod uwagę w teorii siły oporu, jest prawdopodobnie nieistotna dla małych ciał komórkowych, takich jak główki prostych plemników, ale dla większych ciał komórkowych lub ciał komórkowych, które mają ruchy o dużej amplitudzie poprzeczne do kierunku pływania, użycie teorii smukłego ciała jest wymagane do dokładnej analizy.

.