Previous research has investigated

Previous research has investigated the anatomy, mechanics, and active control of fin rays and their flexibility during normal locomotion, and studied the mechanical properties of isolated fin rays (Lauder et al., 2006, 2011; Alben et al., 2007; Taft et al., 2008; Taft and Taft, 2012). However, there has been no detailed investigation into the flexibility of ray-finned fish fin rays under unsteady locomotor conditions such as turning, and no study to our knowledge has investigated the effect of fluid dynamic perturbations on fin ray function. Fish naturally encounter a variety of fluid jets and vortices from wakes, currents, tides, and storm surges during swimming, and a complete understanding of fin ray mechanics should include analysis of the effect of perturbations on fin ray function. Therefore, our research sought to answer two major questions: a) just how flexible are fish pectoral fin rays during normal swimming and turning, and b) what effect do fluid perturbations have on pectoral fin ray dynamics during normal swimming? We hypothesized that fish can actively stiffen their fins to have lower fin ray curvatures during turning than during swimming. We also hypothesized that flexible fin rays would yield to fluid perturbations and that perturbations would, therefore, disrupt the kinematics of the fin beat. To answer these questions, we first examined the structure of bluegill sunfish (Lepomis macrochirus) fin rays using high-resolution computed microtomography (mCT) scans. Then, we investigated the threedimensional curvature of fish fin rays under normal swimming conditions (steady swimming and low-speed turning maneuvers) and with induced passive deformation by a vortex perturbation impacting the fin. Finally, we used computational fluid dynamic models to evaluate the effect of stiffness and segmentation on patterns of fin ray curvature resulting from perturbations.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลงานวิจัยได้ตรวจสอบกายวิภาค กลศาสตร์ และงานควบคุมครีบรังสีและความยืดหยุ่นระหว่างซ้ายปกติ และศึกษาคุณสมบัติทางกลของครีบที่แยกรังสี (เต้ลอร์เดอร์ et al. 2006, 2011 Alben et al. 2007 ทาฟท์ et al. 2008 ทาฟท์และทาฟท์ 2012) อย่างไรก็ตาม แล้วไม่มีรายละเอียดสืบสวนความยืดหยุ่นจากครีบปลาภายใต้เงื่อนไขถ้า locomotor เช่นกลึง และไม่มีการศึกษาถึงความรู้ที่เราได้ตรวจสอบผลของชิ้นของไหลไดนามิกฟินเรย์ฟังก์ชัน ปลาตามธรรมชาติพบความหลากหลายของเครื่องบินไอพ่นของเหลวและ vortices จากตื่น กระแส กระแสน้ำ พายุกระชากระหว่างว่ายน้ำ และความเข้าใจที่สมบูรณ์ของ fin ray ควรมีการวิเคราะห์ผลกระทบของชิ้นบนครีบเรย์ฟังก์ชัน ดังนั้น การวิจัยของเราพยายามที่จะตอบคำถามสำคัญสอง:) เพียงวิธียืดหยุ่นมีรังสีครีบปลาในระหว่างว่ายน้ำปกติและเปลี่ยน และข) ผลกระทบชิ้นของเหลวได้บนครีบเรย์ dynamics ในระหว่างว่ายน้ำปกติหรือไม่ เราตั้งสมมติฐานว่า ปลาสามารถแข็งขัน stiffen ครีบของพวกเขาเพื่อให้ได้เรย์ครีบล่างระหว่างหมุนกว่าระหว่างว่ายน้ำ เรายังตั้งสมมติฐานว่า รังสียืดหยุ่นครีบจะศิโรราบชิ้นของไหล และว่า ชิ้นจะ ดังนั้น ทำลายกลศาสตร์ของจังหวะครีบ ตอบคำถามเหล่านี้ เราครั้งแรกตรวจสอบโครงสร้างของ bluegill sunfish (ปลาฝักพร้า) ครีบรังสีใช้สแกนความละเอียดสูง microtomography คำนวณ (mCT) จากนั้น เราตรวจสอบโค้ง threedimensional รังสีครีบปลาภาย ใต้เงื่อนไขปกติว่ายน้ำ (ว่ายน้ำนิ่งและการซ้อมรบเปลี่ยนความเร็วต่ำ) และเกิดความผิดปกติแฝง โดย perturbation vortex ที่ส่งผลกระทบต่อ fin ในที่สุด เราใช้ computational fluid dynamic รุ่นประเมินผลกระทบของความแข็งและแบ่งเซ็กเมนต์ในรูปแบบของ fin ray ความโค้งที่เกิดจากชิ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิจัยก่อนหน้านี้ได้มีการตรวจสอบลักษณะทางกายวิภาคกลศาสตร์และการควบคุมการใช้งานของรังสีครีบและความยืดหยุ่นของพวกเขาในระหว่างการเคลื่อนไหวปกติและศึกษาสมบัติเชิงกลของรังสีครีบแยก (อเดอร์, et al 2006 2011;.. Alben et al, 2007; เทฟท์ et อัล 2008. เทฟท์และเทฟท์ 2012) อย่างไรก็ตามยังไม่มีการตรวจสอบรายละเอียดในการยืดหยุ่นของ Ray-ครีบรังสีครีบปลาภายใต้เงื่อนไขที่เคลื่อนที่ไม่มั่นคงเช่นการเปิดและการศึกษาเพื่อความรู้ของเราไม่ได้ตรวจสอบผลกระทบของเยี่ยงอย่างแบบไดนามิกของเหลวในฟังก์ชั่นเรย์ครีบ ปลาตามธรรมชาติพบกับความหลากหลายของเครื่องบินของเหลวและจาก vortices ตื่นกระแสกระแสน้ำและคลื่นพายุในระหว่างการว่ายน้ำและความเข้าใจที่สมบูรณ์ของกลศาสตร์ ray ครีบควรรวมถึงการวิเคราะห์ผลกระทบของการรบกวนต่อการทำงานของเรย์ครีบ ดังนั้นการวิจัยของเราพยายามที่จะตอบคำถามที่สองสาขา: ก) เพียงวิธีการที่มีความยืดหยุ่นเป็นปลาหน้าอกรังสีครีบว่ายน้ำในช่วงปกติและการเปลี่ยนและ b) สิ่งที่มีผลไม่เยี่ยงอย่างของเหลวที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงหน้าอก ray ครีบว่ายน้ำในช่วงปกติ? เราตั้งสมมติฐานว่าปลาแข็งขันสามารถแข็งครีบของพวกเขาที่จะมีการลดลงโค้ง ray ครีบในช่วงเปลี่ยนกว่าในช่วงว่ายน้ำ นอกจากนี้เรายังตั้งสมมติฐานว่ารังสีครีบมีความยืดหยุ่นจะให้ผลผลิตเยี่ยงอย่างของเหลวและที่จะเยี่ยงอย่างจึงรบกวนจลนศาสตร์ของจังหวะครีบ เพื่อที่จะตอบคำถามเหล่านี้ครั้งแรกที่เราตรวจสอบโครงสร้างของ bluegill sunfish (Lepomis macrochirus) โลหะรังสีโดยใช้ความละเอียดสูงคำนวณ microtomography (MCT) สแกน จากนั้น เราตรวจสอบความโค้งของรังสี threedimensional ปลาครีบภายใต้เงื่อนไขที่ว่ายน้ำปกติ (ว่ายน้ำที่มั่นคงและความเร็วต่ำเปลี่ยนประลองยุทธ์) และเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนรูปเรื่อย ๆ โดยการก่อกวน Vortex ส่งผลกระทบต่อครีบ สุดท้ายเราใช้การคำนวณแบบจำลองแบบไดนามิกของเหลวในการประเมินผลกระทบของความแข็งและการแบ่งส่วนในรูปแบบของความโค้ง ray ครีบที่เกิดจากเยี่ยงอย่าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

งานวิจัยได้ศึกษากายวิภาคศาสตร์ กลศาสตร์ และควบคุมการใช้งานของรังสีครีบและความยืดหยุ่นของพวกเขาในการเคลื่อนไหวที่ปกติ และศึกษาสมบัติเชิงกลของแยกครีบรังสี ( เดอร์ et al . , 2006 , 2011 ; ลเบน et al . , 2007 ; Taft et al . , 2008 ; Taft และ ทาฟ , 2012 ) อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีรายละเอียดการสอบสวนในเรื่องความยืดหยุ่นของเรย์ครีบปลาครีบครีบ ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่มั่นคง ( เช่นการเปิดและไม่มีการศึกษาให้ความรู้ของเราได้ศึกษาผลของของไหลแบบไดนามิกได้ฟังก์ชันเรย์ครีบ ปลาตามธรรมชาติพบความหลากหลายของเครื่องบินเจ็ท fluid และวนจากปลุกกระแส กระแสน้ำ และคลื่นพายุซัดฝั่งในระหว่างการว่าย และความเข้าใจที่สมบูรณ์ของฟินเรย์กลไกควรมีการวิเคราะห์ผลกระทบต่อการทำงานของเรย์ได้ครีบ ดังนั้น งานวิจัยของเราขอตอบ 2 คำถามหลัก : ) ปลาขาม้ารังสีในระหว่างการว่ายปกติและเปลี่ยนเป็นเพียงวิธีการที่ยืดหยุ่น และ 2 ) ผลกระทบอะไรทำของเหลวได้มีขาม้าเรย์พลวัตระหว่างว่ายปกติ เราตั้งสมมุติฐานว่า ปลาสามารถอย่าง ดาม ครีบของพวกเขาจะลดลงในช่วงการเปลี่ยนระนาบฟินเรย์มากกว่าในช่วงว่ายน้ำ เราตั้งสมมุติฐานว่ารังสีครีบจะยอมยืดหยุ่นได้และของเหลวได้จึงขัดขวางการเคลื่อนที่ของครีบตี ที่จะตอบคำถามเหล่านี้ ครั้งแรกที่เราตรวจสอบโครงสร้างของ bluegill sunfish ( สกุลปลาซันฟิช macrochirus ) รังสีที่ ภาพตัดขวางสามมิติความละเอียดสูงคำนวณโดยใช้ครีบ ( ที ) สแกน แล้ว เราได้ตรวจสอบความโค้งของปลาครีบครีบเวกเตอร์ฟรีภายใต้เงื่อนไขว่ายปกติ ( steady ว่ายน้ำและความเร็วสูงการประลองยุทธ์ ) และการใช้เรื่อยๆเปลี่ยนรูปโดย Vortex ความยุ่งเหยิงต่างๆ ที่มีครีบ สุดท้าย เราใช้วิธีการคำนวณเชิงพลศาสตร์ของไหลโมเดล เพื่อศึกษาผลของความแข็งแรงและการตัดในรูปแบบของฟินเรย์โค้งที่เกิดจากการได้ .