分枝系统的流致修剪与脆性重构

尽管大多数植物是柔性结构，在流动作用下会发生大变形，但当植物因强流体载荷而折断时，另一种过程可能发生。我们在此研究这种可能断裂的机制，重点关注在植物或水生植被中可观察到的流致修剪现象，即结构的部分在流动作用下折断。通过对一棵20年树龄的核桃树（Juglans Regia L.）的实际几何形态进行计算，并与简单模型进行比较，我们分析了几何参数和物理参数对树枝断裂发生以及当流速增加时树状结构中连续断裂事件的影响。我们表明，分枝模式和定义树枝锥度的细长度指数在断裂情景中起着主要作用。我们确定了树枝断裂先于树干断裂发生的判据。在这种情况下，我们表明外围树枝的连续断裂使植物能够承受更高的流体力。因此，这一机制类似于弹性重构，可被视为克服临界事件的第二种策略，可能是植物和底栖生物中一种广泛存在的解决方案。