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Optimal specific wavelength for maximum thrust production in undulatory propulsion

机译：最佳比波长以在波动推进中产生最大推力

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What wavelengths do undulatory swimmers use during propulsion? In this work we find that a wide range of body/caudal fin (BCF) swimmers, from larval zebrafish and herring to fully–grown eels, use specific wavelength (ratio of wavelength to tail amplitude of undulation) values that fall within a relatively narrow range. The possible emergence of this constraint is interrogated using numerical simulations of fluid–structure interaction. Based on these, it was found that there is an optimal specific wavelength (OSW) that maximizes the swimming speed and thrust generated by an undulatory swimmer. The observed values of specific wavelength for BCF animals are relatively close to this OSW. The mechanisms underlying the maximum propulsive thrust for BCF swimmers are quantified and are found to be consistent with the mechanisms hypothesized in prior work. The adherence to an optimal value of specific wavelength in most natural hydrodynamic propulsors gives rise to empirical design criteria for man–made propulsors.
机译：波浪状游泳者在推进过程中使用什么波长？在这项工作中，我们发现，从幼体斑马鱼和鲱鱼到成年鳗鱼，各种各样的体鳍/尾鳍（BCF）游泳者使用的特定波长（波长比与起伏的尾巴振幅之比）的值处于相对较窄的范围内范围。使用流体-结构相互作用的数值模拟来研究这种约束的可能出现。基于这些，发现存在最佳的特定波长（OSW），其使波动的游泳者产生的游泳速度和推力最大化。 BCF动物的特定波长的观测值相对接近该OSW。对BCF游泳者最大推进推力的潜在机制进行了量化，发现与先前工作中假设的机制一致。大多数自然流体动力推进器都遵循特定波长的最佳值，这为人造推进器提出了经验设计标准。

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