Flow‐induced reconfiguration of buoyant and flexible aquatic vegetation

阻力 水槽 浮力 机械 地质学 环境科学 流量(数学) 物理
作者
Mitul Luhar,Heidi Nepf
出处
期刊:Limnology and Oceanography [Wiley]
卷期号:56 (6): 2003-2017 被引量:314
标识
DOI:10.4319/lo.2011.56.6.2003
摘要

Plant posture can play a key role in the health of aquatic vegetation, by setting drag, controlling light availability, and mediating the exchange of nutrients and oxygen. We study the flow‐induced reconfiguration of buoyant, flexible aquatic vegetation through a combination of laboratory flume experiments and theoretical modeling. The laboratory experiments measure drag and posture for model blades that span the natural range for seagrass stiffness and buoyancy. The theoretical model calculates plant posture based on a force balance that includes posture‐dependent drag and the restoring forces due to vegetation stiffness and buoyancy. When the hydrodynamic forcing is small compared to the restoring forces, the model blades remain upright and the quadratic law, F x ∝ U 2 , predicts the drag well ( F x is drag, U is velocity). When the hydrodynamic forcing exceeds the restoring forces, the blades are pushed over by the flow, and the quadratic drag law no longer applies. The model successfully predicts when this transition occurs. The model also predicts that when the dominant restoring mechanism is blade stiffness, reconfiguration leads to the scaling F x ∝ U 4/3 . When the dominant restoring mechanism is blade buoyancy, reconfiguration can lead to a sub‐linear increase in drag with velocity, i.e., F x ∝ U a with a < 1. Laboratory measurements confirm both these predictions. The model also predicts drag and posture successfully for natural systems ranging from seagrasses to marine macroalgae of more complex morphology.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
陆驳发布了新的文献求助10
6秒前
小墨墨完成签到 ,获得积分10
7秒前
chhzz完成签到 ,获得积分10
15秒前
陆驳完成签到,获得积分10
16秒前
霍霍完成签到 ,获得积分10
18秒前
文艺的初南完成签到 ,获得积分10
18秒前
六等于三二一完成签到 ,获得积分10
21秒前
_xySH完成签到 ,获得积分10
22秒前
舒适的藏花完成签到 ,获得积分10
31秒前
woshiwuziq完成签到 ,获得积分10
33秒前
guo完成签到 ,获得积分10
36秒前
zyy完成签到 ,获得积分10
38秒前
Linson完成签到,获得积分10
38秒前
玉鱼儿完成签到 ,获得积分10
38秒前
英俊的铭应助whatsup采纳,获得10
39秒前
乐观的星月完成签到 ,获得积分10
40秒前
颜陌完成签到,获得积分10
42秒前
852应助四夕火火火采纳,获得10
44秒前
桃子完成签到 ,获得积分10
49秒前
52秒前
ciiiv完成签到 ,获得积分10
55秒前
56秒前
研友_Z7XY28完成签到 ,获得积分10
57秒前
Albert完成签到,获得积分10
58秒前
四夕火火火完成签到,获得积分10
1分钟前
倪小呆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
大象7199发布了新的文献求助30
1分钟前
科研人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
贤惠的紫菜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
多克特里完成签到 ,获得积分10
1分钟前
JamesPei应助AmyHu采纳,获得10
1分钟前
华老五完成签到,获得积分10
1分钟前
Hank完成签到 ,获得积分10
1分钟前
墨墨完成签到,获得积分10
1分钟前
nianshu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大气的秋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Lamis完成签到 ,获得积分10
1分钟前
香菜芋头发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
Semiconductor Process Reliability in Practice 1000
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 600
GROUP-THEORY AND POLARIZATION ALGEBRA 500
Mesopotamian divination texts : conversing with the gods : sources from the first millennium BCE 500
Days of Transition. The Parsi Death Rituals(2011) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3234716
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2880931
关于积分的说明 8217448
捐赠科研通 2548601
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1377870
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 648067
邀请新用户注册赠送积分活动 623416