ヒレをぱたぱたさせて泳ぐ魚の、流体力学的に相互作用する格子

Anand U. Oza;...;Michael J. Shelley(2019.11, PHYSICAL REVIEW X)[Lattices of Hydrodynamically Interacting Flapping Swimmers]

理由

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概要

魚の群れや鳥の群れは複雑な集団ダイナミクスを示すが、その自己組織的な原理はほとんど分かっていない。このような集団の流体力学の影響は理論的に比較的探索されておらず、特に多くの動体間で、時間的に長く続く流体力学的相互作用をモデリングすることが難しいことが原因である。この問題を解くために、1次元または2次元の格子形成に配列するぱたぱた泳ぐ魚の間の流体力学的相互作用を記述する、新しい離散時間動的システム(反復写像)を用いる。1次元の結果は、先行研究の実験データと良く合っており、特に、集団状態の双安定性と実験で測定可能な新しい不安定性を予測した。2次元格子では、流体力学的相互作用から魚に最適なフォーメーションを得た。次に、以下の階層を得た。まず、一列に並んだ"phalanx”形態は一人以上の魚が小さな改善をする必要がある一方で、1次元の一直線や2次元の長方形格子フォーメーションは最大の流体力学的利益を提供する2次元ダイヤモンド格子を持つ大きな改善を示す。一般的に、この矛盾のないモデルの枠組みは流体調節的な記憶によって初期的に起こる集団ダイナミクスの活性系に広く応用されるだろう。

雑記

尖ってるから「謝辞書く時間で研究する」という名目で謝辞を書かなかった