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J-GLOBAL ID：202102211538595188   整理番号：21A1074595

低から中間Reynolds数でのメタクロナル推進の数値研究【JST・京大機械翻訳】

A Numerical Study of Metachronal Propulsion at Low to Intermediate Reynolds Numbers

著者 (3件)： Granzier-Nakajima Shawtaroh (Department of Mathematics, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA) ,  Guy Robert D. (Department of Mathematics, University of California, Davis, CA 95616, USA) ,  Zhang-Molina Calvin (Department of Mathematics, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA)
資料名： Fluids (Web)  (Fluids (Web))
巻： 5  号： 2  ページ： 86  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7186A  ISSN： 2311-5521  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 長尾甲殻類の前方遊泳に触発されて,著者らは,隣接パドルの間の一定の位相差で,電力とリターンストロークのサイクルを受ける,複数の剛体パドルを有する水泳体のための水中推進機構を研究し,メタクローナル推進として知られている現象である。パドル間位相差がフラックス生成にどのように影響するかを研究するために,計算流体力学モデルと浸漬境界法に基づく数値アルゴリズムを開発し,Reynolds数(RE)が0から約100の範囲のメタクローナル推進をシミュレートできる。著者らの主な知見は,最近傍パドルが,サイクルを導くより多くの後部パドルと約20%25%の位相差を維持するとき,最も高い平均フラックスが発生することである。この結果は,ここで考察したREの全範囲にわたるストローク周波数に依存しない。また,最適パドル間隔とパドル数はREに依存することを見出した。REが80以上に上昇すると,メタクローナル推進によって発生する流れのダイナミクスにおける定性的転移が見られた。REが10未満の場合,平均フラックス発生に関して,厳密なパドル間隔が優先されるが,REが100に近い場合,より広い間隔が明確に有利になる。フラックス発生の効率に関して,RE0.1で,最大効率は2つのパドルで生じ,効率はパドルの数が増加するにつれて減少した。RE100では,パドル数が増加すると効率は増加し,8つのパドルで飽和するように見えるが,4つのパドルの使用は低と中間の両方のREの良好なトレードオフであった。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 剛体 ,  電力 ,  甲殻類 ,  *Reynolds数 ,  水泳 ,  遊泳
準シソーラス用語： 位相差 ,  数値研究 ,  数値アルゴリズム , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： メタクロナル波 ,  移動 ,  甲殻類の遊泳 ,  バイオインスパイアード推進

分類 (2件)： 撹はん,混合  (XD02040M) ,  スポーツ医学  (GC11000Y)

引用文献 (21件)：

• Laverack, M.S.; Macmillan, D.L.; Neil, D.M. A comparison of beating parameters in larval and post-larval locomotor systems of the lobster Homarus gammarus (L.). Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 1976, 274, 87-99.
• Mulloney, B.; Smarandache-Wellmann, C. Neurobiology of the crustacean swimmeret system. Prog. Neurobiol. 2012, 96, 242-267.
• Murphy, D.W.; Webster, D.R.; Kawaguchi, S.; King, R.; Yen, J. Metachronal swimming in Antarctic krill: Gait kinematics and system design. Mar. Biol. 2011, 158, 2541-2554.
• Lim, J.L.; DeMont, M.E. Kinematics, hydrodynamics and force production of pleopods suggest jet-assisted walking in the American lobster (Homarus americanus). J. Exp. Biol. 2009, 212, 2731-2745.
• Kohlhage, K.; Yager, J. An analysis of swimming in remipede crustaceans. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 1994, 346, 213-221.

タイトルに関連する用語 (4件)： Reynolds数 ,  推進 ,  数値 ,  研究