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小鱼在水中游泳的时候 , 尾巴左右摆动 , 其受力如下图 。有自身重力、水的浮力 , 前行阻力 , 以及推力 。

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左右摆动的方式 , 在鱼的尾部产生涡流 , 如下图 , 这个涡流才是让鱼前行的动力 。很显然 , 鱼类想要游的更快 , 尾巴必须摆动的更加有力 , 产生的涡流更加明显 , 从而可以获得更大的前进力 。

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大鱼的游泳方式是向下摆尾 , 受力如下图 。受到的力跟小鱼一样 , 也包含图示的四个力 。

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上下摆尾的游泳方式 , 对于涡流来讲 , 并无区别 , 尾部产生的涡流如下图 。同样地 , 想要游的更快 , 尾巴必须摆动的更加有力 。

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通过上面的分析 , 我们知道不管是大鱼还是小鱼 , 想要获得更快的速度 , 必须依靠有力的尾部摆动 。尾巴越有力 , 摆动越快 , 获得的前进速度就越大 。但是 , 左右摆尾和上下摆尾的方式 , 需要克服的阻力并不一样 。如下图 。

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左右摆尾的时候 , 只需要克服两侧水的阻力 。而上下摆尾的时候 , 需要额外克服尾部的重力 。由于小鱼体型较小 , 自身力气不大 , 所以进化成了左右摆尾 , 减少自身重力的影响 , 获得更高的游泳效率 。而对于大鱼来讲 , 体型较大 , 力气也较大 , 上下摆尾的方式虽然额外增加了能量的消耗 , 但是它有足够的力气 , 更何况往下摆的时候还可以利用自身重力 , 进化出了上下摆动的更高效率的游泳方式 。
根据鱼类游行的方式 , 有学者研发了摆动式推进器 。选用一种翼型结构 , 其尾部可以摆动 。利用流体力学软件 , 进行分析 , 下图是变形前后的模型图 。

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正如上面所述 , 尾迹涡系的演化过程直接影响着鱼的水动力特性 , 通过研究全鱼模型的波状摆动式运动所引起的非定常流场对于探明鱼类的游动机理具有重要意义 。通过分析 , 得到了不同斯特劳哈尔数下的尾迹涡流 。斯特劳哈尔数是与摆幅、速度有关的一个参数 。通过这些研究 , 最终确定推进效率最高的摆幅和游速 。

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左右摆动和上下摆动的一个重要原因 , 就在于重力的影响 。小鱼气力较小 , 为了节省自身能量 , 采用左右摆尾 。大鱼力气较大 , 虽然需要克服一定的重力 , 但是游行效率更高 。
谢邀 。
这是个很有意思的问题 , 正如题主所说 , 鱼类的在水中前行靠的就是左右摆尾 , 而海洋哺乳动物游泳的方式则是上下摆尾 。那么是什么原因让它们有了这么大的区别呢?哪种效率更高一些呢?我们一一的来探讨一下 。
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