بررسی عددی شنای هماهنگ میکروشناگران به روش المان محدود

میکروارگانیسم ها تقریبا همیشه به صورت گروهی یافت می شوند و به جای شنای انفرادی، در کنار هم شنا می کنند. یکی از جالبترین انواع میکروارگانیسم ها، سلول اسپرم است. اگرچه ممکن است فرض شود که مسیر یک اسپرم برای رسیدن به تخمک و فرآیند لقاح تنها به خصوصیات آن اسپرم بستگی دارد، اما این سلول در مسیر خود با میلیون ها سلول اسپرم دیگر تعامل خواهد داشت. علیرغم بسیاری از مطالعات انجام شده برای درک بهتر رفتار شنای یک اسپرم، مطالعات نسبتا کمی بر روی رفتار شنای دسته جمعی آن ها متمرکز شده اند. در این مقاله، شنای همزمان دوبعدی (پهلو به پهلو) و سه بعدی در دو حالت (پهلو به پهلو و بالا-پایین) با استفاده از روش اجزای محدود بررسی شده است. نتایج ما نشان می دهد که در حالت دو بعدی، میانگین سرعت شنا در مقایسه با سرعت شنا در حالت منفرد افزایش می یابد. اما در حالت سه بعدی نتایج کمی متفاوت هستند. در حالت شنای هماهنگ دوبعدی، سرعت شنا به میزان ۱۲درصد افزایش را تجربه نموده است. حال آنکه در حالت سه بعدی پهلو به پهلو، میانگین سرعت شنای دو اسپرم هماهنگ نسبت به اسپرم منفرد به میزان ۱۰حدود درصد کاهش و در حالت سه بعدی بالا-پایین، نسبت به حالت شنای منفرد حدود ۷ درصد افزایش می یابد.

Keywords:

شنای هماهنگ , اسپرم , شنای دسته جمعی , المان محدود , نیروهای هیدرودنامیکی