游动与飞行动物高效巡航由流体阻力决定

许多游动和飞行动物被观察到在狭窄的斯特劳哈尔数范围内巡航，其中斯特劳哈尔数 ${St = 2fA/U}$ 是一个将拍动频率 $f$、振幅 $A$ 与前进速度 $U$ 关联起来的无量纲参数。海豚、鲨鱼、硬骨鱼、鸟类、蝙蝠和昆虫通常在 $0.2 < St < 0.4$ 范围内巡航，这与对升沉和俯仰翼型实验所发现的最高效率斯特劳哈尔数范围相吻合。因此有人假设，自然选择已使动物调谐至使用该斯特劳哈尔数范围，因为它带来了高效率，但其原因仍不清楚。在此，通过使用简单的标度论证，我们认为峰值效率对应的斯特劳哈尔数主要由鳍和翼上的流体阻力决定。