鱼群的凝聚、速度与效率受游泳者拍动运动的调制
流体动力学
2021-08-04 v2
摘要
鱼群在海洋生物中普遍存在。尽管流场相互作用被认为对集群游动有益，但其对群体速度、能量学与稳定性的确切影响仍不清楚。近期实验表明，流场相互作用可稳定沉浮翼的串联队形。本文提出一种基于涡片模型的最小化方法，捕捉拍动游泳者间流场相互作用的显著特征，并研究以相同沉浮或俯仰运动驱动的一对纵列游泳者的自由游动。我们发现，无论拍动模式如何，跟随者被动稳定在领导者尾流中的离散位置，与沉浮翼实验一致，但俯仰游泳者表现出更紧密、更具凝聚力的队形。此外，与单独游动相比，俯仰运动提高了群体的能量效率，而沉浮运动则导致游泳速度略有增加。这些结果重申流场相互作用提供了一种促进鱼群凝聚的被动机制，并为拍动模式在控制鱼群涌现特性中的作用提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2009.12715,
title = {School cohesion, speed, and efficiency are modulated by the swimmers flapping motion},
author = {Sina Heydari and Eva Kanso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.12715},
year = {2021}
}