Biomechanics of swimming in the pufferfish Diodon holocanthus: propulsive momentum enhancement is an adaptation for thrust production in an undulatory median and paired-fin swimmer
Notice bibliographique
Résumé
A form of large-amplitude elongated-body theory appropriate for the analysis of undulatory fins attached to a rigid body of elliptical section suggests a benefit due to momentum enhancement relative to the fins on their own. This theoretical prediction is experimentally confirmed for the first time. Theoretical momentum enhancement factors for Diodon holocanthus (2.2 and 2.7 for the median and pectoral fins, respectively) compared well to inferred thrust values determined from particle-image velocimetry (PIV) wake measurements (2.2-2.4 and 2.7-2.9). Caudal fin mean theoretical thrust was not significantly different from measured (PIV) values (n = 24, P > 0.05), implying no momentum enhancement. Pectoral-fin thrust was half that of the median and caudal fins due to high fin-jet angles, low circulation and momentum. Average total fin thrust and fish drag were not significantly different (n = 24, P > 0.05). Vortex rings generated by the fins were elliptical, with size dependent on fin chord and stroke amplitude. Hydrodynamic advantages (thrust enhancement at no cost to hydrodynamic efficiency, reduction of side forces minimizing energy wasting yawing motions and body drag) are probably common among rigid-bodied organisms propelled by undulatory fins. A trade-off between momentum enhancement and the rate of momentum generation (thrust force) sets a practical limit to the former. For small fins whilst momentum enhancement is high, absolute thrust is low. In addition, previously suggested limitations on thrust enhancement set by reductions in propulsive force associated with progressive reductions in fin wavelength are found to be biologically unrealistic.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».