Diskussion:Biokonvektion

message: :Über welchen Mechanismus spielt die Oberflächenspannung eine Rolle für das Einsetzen der Bewegung? Eine Schwelle würde nicht-newtonsche Strömung bedeuten. Dass danach die Bewegung Gradienten in der Oberflächenspannung hervorruft, die ihr entgegengesetzt sind, ist ebenso klar wie die Kopplung an die Bulk-Strömung (vgl. Marangoni). --Rainald62 (Diskussion) 10:35, 7. Jun. 2015 (CEST)
replies: text: Das Ganze ist ja durch die Mikroorganismen eine Suspension. Ein Teil der zuerst oben angekommenen Mikroorganismen dockt an die Oberfläche an, die sich wie eine Haut verhält, und steht so für die Strömung nicht zur Verfügung. Die Oberfläche selbst strömt nicht mit. (Reynolds-Zahl der Schwimmbewegung eines Mikroogranismus mit einem Radius von etwa 10-5 m und einer Schwimmgeschwindigkeit von etwa 100 µm/s: etwa 10-3, d. h. die Viskosität dominiert. Reynoldszahl der organismenreichen Schlieren, die absinken und die Konvektion antreiben: etwa 5*10-1, also nahe 1: Weder die Trägheit noch die Viskosität ist vernachlässigbar.) - Nachtrag: Aber du hast recht, das war schief formuliert. Habe die Oberflächenspannung jetzt einfach rausgenommen. --Andrea Kamphuis (Diskussion) 13:16, 7. Jun. 2015 (CEST)
replies: text: Noch steht "überwinden" im Artikel. Viskosität muss nicht überwunden werden. Falls es einen Schwellwert für das Einsetzen der Bewegung gibt, dann muss die Scherfestigkeit eines Gels überwunden werden. --Rainald62 (Diskussion) 23:40, 8. Jun. 2015 (CEST)
replies: text: Hast du einen gut verständlichen Formulierungsvorschlag? Mit der Scherfestigkeit eines Gels kommen wir m. E. ohne längere Exkurse nicht weit. Ich habe jetzt auch "um die Viskosität zu überwinden" gestrichen, finde es aber etwas unbefriedigend, dass nun gar nicht mehr klar wird, warum ein Grenzwert überschritten werden muss, damit die Biokonvektion einsetzt. Es gibt eine kritische Rayleigh-Zahl, analog zur kritischen Rayleigh-Zahl bei der Rayleigh-Bénard-Konvektion. In deren Zähler steht unter anderem der Dichteüberschuss der Oberflächenschicht (analog zur Temperaturdifferenz), im Nenner die kinematische Viskosität. --Andrea Kamphuis (Diskussion) 00:38, 9. Jun. 2015 (CEST)
replies: text: Die Schwelle bei der Rayleigh-Bénard-Konvektion entsteht durch Konkurrenz beim Wärmetransport (konvektiv vs Leitung). Bei der Biokonvektion, so stelle ich mir vor, entsteht eine Schwelle durch die horizontale Diffusion der Organismen (zielloses Schwimmen). Bei zu geringer Strömungsgeschwindigkeit entsteht kein dem Strömungsmuster ähnliches Konzentrationsmuster, insbesondere keine großen Kontraste im 2D-Feld der vertikal integrierten Konzentration, sodass der Antrieb für die Konvektion klein bleibt. Ohne Beleg kann das aber nicht in den Artikel. Vielleicht sollten wir dazu ein Paper schreiben. --Rainald62 (Diskussion) 11:37, 9. Jun. 2015 (CEST)
replies: text: Es gibt zahllose Arbeiten dazu, aber die sind für Laien (auch für solche mit naturwiss. Vorbildung und solidem mathematischem Grundwissen) kaum verständlich und drum m. E. im Literaturabschnitt wenig wert. Navier-Stokes-Gleichungen in 3 Dimensionen usw. ... - Im Prinzip ist es so, wie du schreibst: geringe Strömungsgeschwindigkeit -> Zellen schwimmen seitlich und nach oben weg -> einsetzende Schlierenbildung erliegt. Bei höherer Strömungsgeschwindigkeit entkommen die Zellen nicht rechtzeitig, und die Schliere stabilisiert sich durch Gyrotaxis (Hineinlenken oder vielmehr Hineingelenktwerden der Zellen ins Schlierenzentrum). --Andrea Kamphuis (Diskussion) 14:00, 9. Jun. 2015 (CEST)
thread_title:  Oberflächenspannung?