Abstract

Denna artikel undersöker noggrannheten hos teorin om resistiv kraft (Gray och Hancock-metoden) som vanligen används för hydrodynamisk analys av simmande flageller. Vi gjorde en jämförelse mellan de krafter, böjningsmoment och skjuvmoment som beräknats med hjälp av resistive-force-teorin och med hjälp av den mer exakta slender-body-teorin för plana vågformer med stor amplitud som beräknats för en flagellarmodell. Genom att göra en uppåtriktad empirisk justering, med ca 35 %, av de klassiska värdena för dragningskoefficienten som används i resistivkraftsteorins beräkningar, uppnådde vi en god överensstämmelse mellan fördelningen av krafter och moment längs flagellens längd som förutsägs av de två metoderna när flagellen inte har någon cellkropp fastsatt. Efter denna justering fann vi att den energiförbrukningshastighet som beräknats med de två metoderna för de få typiska testfallen var nästan identisk. Teorin om resistiv kraft är således helt tillfredsställande för användning vid analys av mekanismer för kontroll av flagellans böjning, på den nuvarande sofistikerade nivån för denna analys. Vi undersökte också effekterna av närvaron av en cellkropp som är fäst vid flagellans ena ände, vilket ändrar det flödesfält som flagellen upplever. Denna interaktion, som inte beaktas i teorin om resistiv kraft, är förmodligen obetydlig för små cellkroppar, t.ex. huvudet på enkla spermatozoer, men för större cellkroppar, eller cellkroppar som har rörelser med stor amplitud tvärs över simningsriktningen, krävs användning av teorin om smala kroppar för en noggrann analys.