湍流中可运动细长微生物的聚集

我们通过对各向同性均匀湍流中建模为长球体的可运动微生物进行数值模拟，研究了湍流对海洋生物的影响。研究表明，由于复杂的拓扑结构，在层流、线性剪切流和涡流中观察到的聚集和斑块现象在三维湍流中显著减少；在无优先取向的游泳者情况下，细长微生物表现出一定程度的聚集，而球形游泳者则保持均匀分布。具有单一优先游泳方向（例如趋旋性）的微生物，若呈球形仍显示出显著聚集，而长球体游泳者则分布更为均匀。由于其对局部剪切的高度敏感性，这些细长游泳者对涡度和重力作用的反应较慢，因此来不及在湍流中聚集。这些结果表明，纯流体动力学效应如何改变那些能够改变形状和优先取向的微生物的生态。