基于曲率模型的斑马鱼C型转弯和逃逸的力能学比较

• 作者: 余永亮 王仲威
• 来源期刊: 中国科学院大学学报
• 学科: 医学
• 关键词: C型起动 转弯 曲率模型 自主游动 力能学
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 数学与物理学
• 页码范围: 467-480
• 页数: 14页
• 分类号: O351.2|R318.01
• 语种: 中文
• DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.04.005

摘要

斑马鱼C型起动不仅发生于逃逸响应(C型逃逸),而且发生于非逃逸响应(C型转弯).它们具有不同的变形模式和周期,并且运动学性能各异.在相同的弯曲幅度下,C型转弯实现更大的转弯角度,而C型逃逸则具有更快的游动速度.但尚不清楚它们的水动力学机制和力能学特征.本文针对C型转弯和逃逸的变形特征,建立新的曲率模型,采用优化算法拟合模型参数.通过自主游动数值模拟,发现C型转弯实现大转弯的机制在于:弯曲阶段存在比较大的正向力矩,而回摆阶段存在比较小的反向力矩;而C型逃逸在回摆阶段存在比较大的推力,导致反向力矩增大和转弯角度变小.还发现周期对转弯角度的影响不大,但对逃逸速度和能量消耗影响显著.因此,C型转弯为了节省能量,周期通常在100 ms以上;而C型逃逸为了追求高速度,周期则在50 ms附近.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	余永亮	中国科学院大学工程科学学院	16	73	4.0	8.0
2	王仲威	中国科学院大学工程科学学院	1	0	0.0	0.0