探究简单鳗形游动者的敏感性

水生运动的的计算模型范围从二维中单个朴素的简单游动者，到精细的三维个体游动者，再到试图解析群体行为动力学的复杂多游动者模型。这些模型均包含大量模型输入参数，模型输出（即各类游动性能指标）本质上依赖于这些参数。本工作中，针对一个理想化的二维简单鳗形游动模型，研究了游动性能对参数的敏感性。此处考虑的游动者通过动态改变其身体曲率向前推进，类似于 \textit{C. elegan} 的运动。参数敏感性针对流体尺度（雷诺数 Re）、划动（波动）频率，以及一个控制每次上划与下划速度和加速度的运动学参数进行了探索。总计执行了 5000 次流固耦合模拟，每次均采用通过 Sobol 序列选取的唯一参数组合。因此，使用 Sobol 敏感性分析进行了全局敏感性分析。结果表明，游动者的性能对其划动频率的变化最为敏感。通过将性能指标从整体三维参数空间投影到特定二维子空间，发现了游动性能中的趋势，并识别出了游动效率的 Pareto 式最优前沿。本工作是文献 [1] 中同一模型参数探索的自然延伸。