低雷诺数游动线虫C. elegans的流场分析
流体动力学
2016-09-14 v2 软凝聚态物质
生物物理
摘要
游动细胞与微生物是许多生物过程的关键组分。为了更好地解释低雷诺数游动的实验研究，我们结合实验与数值方法，对游动线虫秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)周围的流场进行分析。我们首先利用图像处理与粒子追踪测速提取线虫周围的体型、运动学及流场。随后，我们利用实验游动运动学构建三维模型，并采用边界元方法模拟流场，与实验取得非常好的定量一致。我们利用该数值模型表明，仅使用平面数据计算流场剪切率会显著低估真实的三维值。应用经数值验证的对称性论证，我们证明面外贡献可通过不可压缩性来解释，从而可由粒子追踪测速简单算出。我们的结果展示了如何运用基础流体力学考量来提高生物流体动力学测量的精度。
引用
@article{arxiv.1602.05381,
title = {Flow analysis of the low-Reynolds number swimmer C. elegans},
author = {Thomas D. Montenegro-Johnson and David A. Gagnon and Paulo E. Arratia and Eric Lauga},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.05381},
year = {2016}
}