行波对于长波长鞭毛具有流体动力学最优性
流体动力学
2020-11-18 v1 软凝聚态物质
生物物理
摘要
游动的真核微生物，如精子、藻类和纤毛虫，利用称为鞭毛的细长附肢的行波状形变在黏性流体中自主推进。波之所以占主导地位，是因为 Purcell 的扇贝定理排除了用于运动的时可逆运动学。通过对鞭毛游动的长波长周期模型使用变分法，我们表明：在固定周围流体耗散能量的前提下，使时间平均推进力最大化的平面鞭毛运动学，在所有时刻均对应于以恒定速度传播的行波（可能沿弯曲中心线传播），且推进方向始终与波的传播方向相反。
引用
@article{arxiv.2011.08778,
title = {Travelling waves are hydrodynamically optimal for long-wavelength flagella},
author = {Eric Lauga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.08778},
year = {2020}
}