بررسی تأثیر هیمولیمف بر رفتار بیومکانیکی رگه‎های بال سنجاقک

فصلنامه تحقیقات مکانیک کاربردی

مقاله 6، دوره 9، شماره 2، مهر 1396، صفحه 41-48   

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

اعظم زارع^{* 1}؛ صالح مبصّری¹؛ حامد رجبی²

¹گروه مهندسی مکانیک، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران

²مورفولوژی کاربردی و بیومکانیک، مؤسسه زیست شناسی، دانشگاه کیل، کیل، آلمان

چکیده

ماده تشکیل دهنده‎ بال‎های سنجاقک، ماده‎ای مرکب پیچیده‎ای با کارآیی مکانیکی چشمگیر می‎باشد. این ماده حیاتی، ضمن برخورداری از نسبت استحکام به وزن بالا، دارای استحکام خستگی بالایی بوده و قادر ‎است نیروهای دینامیکی اعمال شده در حین پرواز را به خوبی تحمل کند. بال‎‎های سنجاقک، دارای یکسری مکانیزم غیر فعال همچون تغییرات ضخامت رگه‎ها، مفاصل رگه‎ها، وجود گرادیان ماده، چروکیدگی و جریان خون هستند. در این میان، جریان خون کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از این رو هدف این پژوهش، بررسی تأثیر جریان خون بر تغییر شکل‎ رگه بالضمن پرواز می‎باشد. در این مقاله، برای اولین بار با بهره‎گیری از شبیه ‎سازی عددی بر هم کنش سیال– جامد، تأثیر خون سنجاقک، موسوم به هیمولیمف، در دو حالت ساکن و متحرک بر سختی خمشی، سختی پیچشی و رفتار کمانش رگه‎ بررسی شده است. برای آنالیز رفتار رگه، از روش دینامیک سیالات محاسباتی و آکوستیک در نرم­افزار المان محدود آباکوس استفاده می‎شود. رفتار رگه به صورت الاستیک خطی در نظر گرفته می‎شود و هیمولیمف به صورت یک سیال نیوتنی غیر قابل تراکم در هر دو حالت ساکن و متحرک فرض می‎گردد. نتایج حاصل از این شبیه ‎سازی عددی نشان دهنده‎ آن است که حضور هیمولیمف درون رگه‎ها، موجب افزایش مقاومت رگه در برابر خمش، پیچش و کمانش می‎شود. همچنین جریان هیمولیمف درون رگه، موجب افزایش سختی خمشی، سختی پیچشی و مقاومت کمانشی می‎گردد. نتایج حاصل از این پژوهش، می‎تواند پایه‎ای برای مدلسازی واقعبینانه‎تری از جریان هیمولیمف درون رگه بال سنجاقک و اثر آن روی تغییر شکل بال باشد.

کلیدواژه‌ها

بال سنجاقک؛ رگه؛ هیمولیمف؛ بیومکانیک

مراجع