涡激振动：一种软珊瑚的摄食策略？
流体动力学
2021-04-13 v3
摘要
软珊瑚（如双羽海鞭 Antillogorgia bipinnata）是群体构建动物，通过捕获水流带来的食物颗粒摄食。由于其柔韧的骨骼，它们随涌浪来回弯曲摇摆。除了整个群体的这种低频摇摆外，当波流速度达到峰值时，A. bipinnata 的枝杈以高频、小振幅并垂直于流动的方向振动。本文中，我们探究这些尚无法解释的振动的起源，并考量其对软珊瑚的影响。动力学变量的估计以及尾流振子模型的有限元实现，均支持涡激振动（VIVs）作为所观测到快速动态的最可能起源。为评估该动态对滤食的影响，我们模拟了被绕圆柱流动平流的颗粒，并利用自研的整体式流固耦合（FSI）有限元求解器与 Python 代码计算了捕获率。我们观察到，在频率锁定下，振动圆柱比固定圆柱最多可多捕获 40% 的颗粒。因此，涡激振动很可能为软珊瑚提供了更好的食物捕获能力。
引用
@article{arxiv.2009.11764,
title = {Vortex-induced vibrations: a soft coral feeding strategy?},
author = {Mouad Boudina and Frédérick P. Gosselin and Stéphane Étienne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.11764},
year = {2021}
}
备注
20 pages