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Dinámicas de nadadores en fluidos con resistencia

Autores: Jeznach, Cole; Olson, Sarah D.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Dinámicas de nadadores en fluidos con resistencia


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Micro-nadadores
Dinámica de fluidos
Ecuación de Brinkman
Velocidad de nado
Interacciones hidrodinámicas
Atracción de pared

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los micro-nadadores, como los espermatozoides, son capaces de navegar de manera eficiente a través de fluidos viscosos que contienen una red dispersa de fibras u otras macromoléculas. Utilizamos la ecuación de Brinkman para capturar la dinámica de fluidos de obstáculos dispersos y estacionarios que se representan a través de un único parámetro de resistencia. Se utiliza el método de Brinkmanlets regularizados para resolver el flujo de fluidos y el movimiento del nadador en 2 dimensiones, asumiendo que el flagelo (cola) propaga una onda de curvatura. Ampliando estudios anteriores, investigamos la dinámica de la natación al variar el parámetro de resistencia, el radio de la cabeza o del cuerpo celular, y los parámetros de forma de batido preferidos. Para un solo nadador, determinamos que se produce un aumento en la velocidad de natación con un radio de cuerpo celular más pequeño y una menor resistencia del fluido. La progresión de los nadadores exhibe dinámicas complejas al considerar las interacciones hidrodinámicas; la atracción de dos nadadores es un fenómeno robusto para una menor amplitud de batido de la cola y una menor resistencia del fluido. También se observa atracción hacia la pared, con una escala de tiempo más larga de atracción hacia la pared con un mayor parámetro de resistencia.

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