کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6369852 1623836 2015 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A numerical study of the benefits of driving jellyfish bells at their natural frequency
ترجمه فارسی عنوان
مطالعه عددی از مزایای استفاده از زنگ های چتر دریایی در فرکانس طبیعی آنها
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
سوال در حال حاضر در شنا و پرواز این است که آیا رانندگان انعطاف پذیر را در فرکانس رزونانس خود هدایت می کنند یا نه، باعث حرکت سریع تر یا کارآمد تر می شود. پیش بینی شده است که چتر دریایی سریع تر از زمانی که صدای زنگ در فرکانس رزونانس آن حرکت می کند سریع شنا می کند. هدف از این مطالعه، تعیین اینکه آیا زنگ های چتر دریایی در فرکانس رزونانس خود رانندگی می کند یا خیر، باعث افزایش قابل توجه سرعت شنا می شود. برای پاسخگویی به این سوال، برای حل مساله متقابل ساختار مایع یک زنگ قابل انعطاف در یک مایع غلیظ، از روش مرزی غوطه ور استفاده شد. آزمایش های عددی ارتعاش رایگان برای تعیین فرکانس رزونانس زنگ چتر دریایی استفاده شد. سپس شمشیرهای چتر دریایی در فرکانس هایی از بالا و پایین فرکانس رزونانس حرکت کردند. ما دریافتیم که چتر دریایی سریع ترین زمان برای شناختن مقدار مشخصی از نیروی اعمال شده هنگامی که زنگ ها در نزدیکی فرکانس رزونانسیون حرکت می کنند. اثرات غیر خطی برای تغییر شکل های بزرگتر، تغییر فرکانس بهینه بیشتر از فرکانس رزونانس مشاهده شد. همچنین ما دریافتیم که سود ناشی از تحریک رزونانس برای تعداد رینولدز پایین تر کاهش می یابد.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری علوم کشاورزی و بیولوژیک علوم کشاورزی و بیولوژیک (عمومی)
پیش نمایش مقاله
مطالعه عددی از مزایای استفاده از زنگ های چتر دریایی در فرکانس طبیعی آنها
چکیده انگلیسی
A current question in swimming and flight is whether or not driving flexible appendages at their resonant frequency results in faster or more efficient locomotion. It has been suggested that jellyfish swim faster when the bell is driven at its resonant frequency. The goal of this study was to determine whether or not driving a jellyfish bell at its resonant frequency results in a significant increase in swimming velocity. To address this question, the immersed boundary method was used to solve the fully coupled fluid structure interaction problem of a flexible bell in a viscous fluid. Free vibration numerical experiments were used to determine the resonant frequency of the jellyfish bell. The jellyfish bells were then driven at frequencies ranging from above and below the resonant frequency. We found that jellyfish do swim fastest for a given amount of applied force when the bells are driven near their resonant frequency. Nonlinear effects were observed for larger deformations, shifting the optimal frequency to higher than the resonant frequency. We also found that the benefit of resonant forcing decreases for lower Reynolds numbers.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Theoretical Biology - Volume 374, 7 June 2015, Pages 13-25
نویسندگان
, ,