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静态接触角(HSCA)滞后和边界滑移对水喘的流体动力学的影响。 (英语) Zbl 1365.76057号

小结:众所周知,接触线在固体上保持相对静止,直到静态接触角超过静态接触角滞后间隔(HSCA),接触角随着接触线在实体上相对滑动而不断变化。在这里,首先区分了HSCA和边界滑移对刚毛上的微电流力(MCF)的影响。因此,总MCF被相应地划分为静态MCF和动态MCF。静态MCF与HSCA成正比,并与刚毛附近微束的不对称性有关。动态MCF作用于相对滑动的接触线上,由边界滑移引起。基于Blake-Haynes机理,证明了动态MCF对于腿慢于最小波速23(mathrm{cm}\cdot\mathrm}{s}^{-1})的水上行走昆虫的重要性。当昆虫用向后摆动的腿刷水时,腿前侧的刚毛被拉,后侧的刚毛则被推到一起推动身体向前。如果它们通过垂直向下摆动腿刺穿水面,腿上部的刚毛会被拉,而腿下部的刚毛则会被推,以协同获得跳跃力。基于滑移长度和剪切速率之间的相关性,发现动态MCF与腿部速度U相关,如F_{1} 单位+C_{2}U^{2+\varepsilon}),其中\(C_{1}\)和\(C_2}\)由凹陷深度决定。此曲线上的离散点可以给出拟合关系,如\(F\sim U^{b}\)[R.B.苏特等人,“水面运动:渔蛛的推进机制多洛梅德斯·特里顿”,《实验生物学杂志》。200,第19期,2523–2538(1997)]。最后,通过表面张力、接触角、HSCA、刚毛宽度和倾斜角确定了倾斜和部分浸没刚毛的轴向扭矩。扭矩方向与刚毛螺旋槽的方向一致,这促使我们推测这是梭子鱼刚毛螺旋形态形成的机械诱因。

MSC公司:

76D45型 不可压缩粘性流体的毛细管(表面张力)
76Z10号 水和空气中的生物推进
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
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全文: 内政部

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