湿土中的挖掘动力学
流体动力学
2010-12-23 v2
摘要
许多动物在海下土壤中生活并运动。为了在由摩擦相互作用主导的介质中移动，这些动物中的许多采取了独特的掘穴策略。本文提出了一个受大西洋剃刀蛤（{\it Ensis directus}）启发的掘穴模型，该模型利用身体的变形周期性地疏松和重新压实周围的土壤，以局部操控掘穴阻力。该模型揭示了由大小和相对位移呈正弦变化的圆柱体和球体组成的各向异性身体，如何通过具有可变摩擦性质的介质实现单向运动。尽管身体运动学是互逆的，且模型生物与周围介质的惯性均可忽略，这种净位移依然得以实现。我们的结果表明，身体长宽比对掘穴速度和效率有强烈影响，在给定的运动学和土壤材料属性下存在一个明确的极大值。
引用
@article{arxiv.1007.0276,
title = {Dynamics of digging in wet soil},
author = {Sunghwan Jung and Amos G. Winter and A. E. Hosoi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.0276},
year = {2010}
}