Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Биогидродинамика плавления и полёта - Ишлинский А.Ю.

Ишлинский А.Ю., Черный Г.Г. Биогидродинамика плавления и полёта — М.: Мир, 1980. — 177 c.
Скачать (прямая ссылка): biogidrodinamikaplavleniyaipoleta1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 .. 59 >> Следующая

концентрация в верхнем слое Си будет расти линейно со временем при
условии, что толщина слоя остается постоянной. Эта толщина, по-видимому,
и остается пЪчти постоянной. Она зависит от возраста культуры, но эта
зависимость связана с временным масштабом, который гораздо больше времени
образования картин биоконвекции.
Если Си достигла некоторой минимальной величины, то в верхнем слое
начинают формироваться кацхины биоконвекции (см. рис. 2), которые
соответствуют областям с более высокой концентрацией клеток, разделенным
областями пониженной концентрации. В местах пересечений этих линий, или
кластерах, образуются нисходящие языки с высокой концентрацией
организмов, предельная скорость опускания которых составляет около 0.1
см/с. Эта предельная скорость опускания из узловых пересечений
достигается уже тогда, когда языки становятся различимыми у нижней
границы верхнего слоя. Можно заметить, что эта скорость более чем в два
раза превосходит скорость плавания организмов и много больше расчетной
скорости стоксовского падения отдельной клетки под действием силы тяжести
("6.6-10-3 см/с). Ясно, что картины биоконвекции и скорость опускания
языка не могут определяться каким-либо действием отдельной клетки. Это
должно происходить благодаря кооперативному макроскопическому эффекту.
Анализ установившейся биоконвекции
161
Когда плывущий микроорганизм движется с постоянной скоростью, суммарная
сила, действующая на него, должна обращаться в нуль. При самодвижении
клетки сопротивление и сила тяжести оказываются сбалансированными. Если
Кг -объем клетки, рт- - ее плотность, g- ускорение силы тяжести, то сила
тяжести равна Vrprg¦ Эта сила частично уравновешивается выталкивающей
силой l/j-pog (ро - плотность среды). Поэтому клетка, движущаяся без
ускорения, должна преодолевать результирующую силу, направленную вниз:
Vt(Pt Ро) g - Vt Артё¦
Эта сила представляет собой единственное существенное воздействие клетки
на жидкость. Дополнительный эффект мог бы возникнуть при ускорениях
движения клетки. В качестве крайней ситуации можно оценить силу,
связанную с ускорением клетки, в предположении, что скорость плавания U
набирается из состояния покоя на пути, равном длине тела. При скорости
плавания U = 4.5*10-2 см/с и длине тела 1 = = 5-10"3 см такое ускорение а
равно 0.2 см/с2 и отношение силы, связанной с ускорением, к силе тяжести
записывается в виде
ра _ РгУ _ РТ°
Fg ~ дрTVTg ~ АРт? '
При р7- = 1.076 г/см3, Apr = 0.076 г/см3, g = 103 см/с2 имеем FJFgf* 2.8-
10~3.
Очевидно, что первой силой можно пренебречь в сравнении с силой тяжести.
Аналогичное рассуждение показывает также, что остановка движения клетки
вверх у поверхности среды приводит к возникновению сил, малых по
сравнению с силой тяжести. Это ускорение и соответствующая движущая сила
находятся в согласии с общими результатами, имеющимися в работе [1].
С клетками, проникающими в верхний слой, связан некоторый поток импульса.
Этот поток порождает силу, действующую на единицу объема верхнего слоя.
Можно ожидать, что такая сила на единицу объема будет очень мала по
сравнению с гравитационной силой, действующей на единицу объема верхнего
слоя. Суммарный горизонтальный поток импульса равен нулю, а вертикальный
поток можно оценить следующим образом. Верхний слой с концентрацией
клеток Си покрывает нижний слой жидкости с концентрацией клеток СL и
глубиной гораздо большей h.
Клетки всплывают со средней скоростью aU, и из тех, которые достигают
нижней границы верхнего слоя, часть
162
М. Плессет, К. Уиппл, X. Уайнет
клеток в количестве 0.17 ClclU проникает через его единичную площадь в
единицу времени. Здесь использованы данные работы [8] о доле клеток,
которые проникают в верхний слой. Эти клетки переносят вертикальный
импульс PtVtolU, так что их вклад в вертикальный поток импульса через
единицу площади в единицу времени равен 0.17 X X СьртУта2и2, или для
величины силы, действующей на единицу объема верхнего слоя, имеем
0A7CLpTVTa2U2
h
Число клеток, "отразившихся" от единицы площади нижней границы верхнего
слоя в единицу времени, равно 0.83 CLaU\ они сообщают этому слою
вертикальный импульс, не превосходящий 2ртУто-и, так что вертикальная
сила на единицу объема, связанная с этими клетками, равна
1.66CLprFra2t/2 А '
Отношение полной силы на единицу объема от клеток, подходящих к слою из
нижележащей среды, к гравитационной силе, действующей на единицу объема
верхнего слоя, будет поэтому равно
fm 1.83ClPtVto.2U2 оо Cl рг a*U>
fg hcuhpTvTg cu Дрг hg
и при ClICu < 1, рт-/Дрт < 15, aU " 4-10-2 см/с, h > 0.1 cm и g " 103
см/с2 имеем fm/fg < 4-10-4. Из этого ясно, что такой эффект, связанный с
потоком количества движения клеток, пренебрежимо мал.
Для очень молодой культуры биоконвекция не наблюдается до тех пор, пока
концентрация клеток в верхнем слое не станет больше, чем приблизительно
3-104 клеток в 1 см3. Соответствующее расстояние между центрами клеток
равно 3-10-2 см. Минимальная наблюдаемая длина волны, или расстояние
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 .. 59 >> Следующая