湍流环境中的气味景观
定量方法
2014-11-14 v1 流体动力学
摘要
雄性蛾类的嗅觉系统对雌性释放并由大气湍流在环境中传输的信息素极其敏感。蛾类对微量的信息素做出反应，其行为对可检测到信息素浓度的湍流羽流的精细结构非常敏感。众所周知，信息素脉冲的信号在定性上是间歇性的，但缺乏对其统计特性的定量表征。这一具有挑战性的流体动力学问题也与昆虫学、神经生物学以及旨在在受控良好的实验室条件下复现生理气味信号的气味刺激器的技术设计相关。在此，我们开发了一种拉格朗日方法来处理湍流对信息素的传输，并利用它来预测嗅觉搜索期间气味检测的统计特性。该理论得出了信息素检测强度、持续时间及其时间间隔的显式概率分布。利用数值模拟、实验室实验以及大气表层的外场数据，对预测结果进行了有利的验证。由此产生的气味检测信号便于利用最先进的技术进行实施，并量化了雄性蛾类在嗅觉搜索期间可以利用的信息量和类型。
引用
@article{arxiv.1411.3507,
title = {Odor Landscapes in Turbulent Environments},
author = {Antonio Celani and Emmanuel Villermaux and Massimo Vergassola},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.3507},
year = {2014}
}