鱼群游动效率的提升

越来越多的证据表明，鱼类在鱼群中游动时能获得能量收益。此类收益的最新迹象包括：鱼群后部个体的尾部（或鳍）摆动频率降低，以及群游鱼类相比独游鱼类耗氧量减少。然而，这些优势如何产生尚不清楚。当前的流体力学理论主要关注鱼类并排或呈菱形排列的游动情形，且很大程度上忽略了粘性效应以及尾流与个体之间的相互作用。然而在现实中，流体力学效应十分复杂，鱼类也以多种构型游动。鉴于这些流体力学效应难以通过实证研究，我们通过在计算机模型中引入粘性以及尾流之间、尾流与个体之间的相互作用来对其进行研究。我们比较了体长 12.6 cm 的鲻鱼在独游与四种不同构型、多种个体间距的鱼群中的游动效率。所得基于鱼体长度的雷诺数约为 1150。结果表明，除密集方阵外，这些鱼类在鱼群中的游动效率始终高于独游。我们指出了这种效率如何从尾流与个体之间的多种相互作用中涌现。由于我们模拟中的个体甚至并未意图利用尾流，因此效率的提升比此前认为的更容易获得。