Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

Modelling the hydrodynamics of swimming fish. From individuals to infinite schools

26 september 2011

Promotie: dhr. D.A.P. Reid, 13.15 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Modelling the hydrodynamics of swimming fish. From individuals to infinite schools

Promotor(s): prof.dr. C.K. Hemelrijk

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Zwemmen in een school spaart energie

Voor vissen is het niet alleen voor de veiligheid en om sociale redenen voordelig om in een school te zwemmen, maar ook vanuit energetisch oogpunt, concludeert Daniel Reid in zijn proefschrift. Hij deed onderzoek naar de hydrodynamica van vissen, die zwemmen door hun lichaam gestaag te golven. Hij onderzocht dit met een computermodel (de zogeheten Multiparticle Collision Dynamics methode) en een meta-analyse van gepubliceerde data over zwemmende vissen. In het computermodel simuleerde hij het water en zijn dynamica door middel van miljoenen deeltjes die rondbewegen en met elkaar botsen. Uit dit gedrag op microschaal ontstaat op macroschaal gedrag dat hydrodynamisch klopt.

Reid ontdekte dat het toevoegen van lange, staartachtige platen aan de stroomafwaartse zijde van een cylinder de waterweerstand verhoogt bij lage Reynoldsgetallen, maar verlaagt bij hogere Reynoldsgetallen. Dit verklaart mogelijk waarom kleine dieren in plaats van platte staarten ronde flagellae gebruiken. Door een zwemmende vis te bestuderen toonde Reid aan dat het beperken van hun acceleratie in de zijrichting (zoals veel simulaties van zwemmende vissen doen) de resultaten kan beïnvloeden: de kracht- en stroompatronen zijn sterker, zodat zij lijken op die van een niet-beperkte vis met een hogere staartslagfrequentie.

In simulaties van oneindig grote scholen vissen ontdekte hij dat in de meeste gevallen het voordelig is, qua zwemsnelheid en efficiëntie, om in groepen te zwemmen, zelfs in een lange rij achter elkaar. Door een meta-analyse van de wetenschappelijke literatuur over gestaag zwemmende echte vissen vond Reid enkele wetmatigheden die ongeacht de vissoort gelden, onder andere dat de achterwaartse snelheid V van de voortstuwende lichaamsgolf de belangrijkste factor is voor het bepalen van de uiteindelijke zwemsnelheid U, en dat de zogeheten 'slip ratio' (U/V) afhangt van het Reynoldsgetal.

Daniel Reid (Westeremden, 1978) studeerde kunstmatige intelligentie aan de Rijksuniversiteit Groningen, en voerde zijn promotieonderzoek uit bij de vakgroep theoretische biologie. Inmiddels werkt hij als programmeur bij het UMCG.

Laatst gewijzigd:15 september 2017 15:40
printOok beschikbaar in het: English

Meer nieuws

  • 15 februari 2018

    Populaire wetenschapsblogger deelt spintronicafilm

    Een filmpje over het onderzoek van RUG-natuurkundige Bart van Wees is opgepikt door de populaire wetenschapsblogger Hashem Al-Ghaili. Via zijn Facebook site is de film in een paar dagen tijd meer dan 260.000 keer bekeken en ruim 2.100 keer gedeeld....

  • 14 februari 2018

    Portugese pleisterplaatsen meer in trek bij jonge grutto’s dan Spaanse

    Mo Verhoeven van de Rijksuniversiteit Groningen en collega’s hebben ontdekt dat de jonge grutto’s deze verandering in het trekpatroon bewerkstelligen. Bijna alle volwassen vogels blijven namelijk op de trek naar Nederland trouw aan hun normale route:...

  • 14 februari 2018

    Jochen Mierau: ‘De gezondheidsverschillen in Noord-Nederland zijn bizar’

    Als kleine jongen ervoer hij het enorme contrast tussen Oost- en West-Berlijn. Nu maakt hij zich sterk voor het verminderen van schrijnende gezondheidsverschillen in onze regio. Een gesprek met Jochen Mierau, de onvermoeibare initiatiefnemer van de...