阻力|伦敦大学研究发现鱼类减阻重要线索,或将帮助飞行器阻力减少25%

【阻力|伦敦大学研究发现鱼类减阻重要线索,或将帮助飞行器阻力减少25%】鱼是高度活跃的生物 , 它们持续在水中繁殖 , 以猎物为食 , 并躲避捕食者 。这也意味着 , 鱼类消耗的大部分能量主要用于水环境中的运动(抵抗来自表面摩擦和压力阻力的阻力) 。
鱼类对水流惊人的控制也使其受到科学家的关注 , 以期从鱼类天然的减少水流阻力的有效策略中得到帮助 。
近日 , 伦敦大学的研究团队进行的一项新的研究表明 , 鱼鳞片阵列会在动物表面产生条纹状的基流 , 这为减少阻力(阻碍飞机在空中运动的空气动力)提供了重要线索 。该小组的研究发表在《科学报告》和《实验生物学杂志》上 。
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具体来说 , 通过数字显微镜 , 研究人员测量了欧洲鲈鱼(dicentrarcuslabrax)鳞片图案的表面拓扑结构 , 并用计算机辅助设计模型进行了几何重建 。
随后 , 研究人员利用计算流体力学(CFD)对鲈鱼和鲤鱼的流动方式进行了可视化研究 , 证实了鲈鱼和鲤鱼的鳞片以一种规律的方式存在 , 并且发现 , 鱼表面上的重叠区域会导致流体在顶部流动时发生锯齿形运动 。而这些重叠区域会产生“杂散流” , 从而抵消Tollmien-Schlichting 波(导致湍流的不稳定振荡) , 最终将皮肤摩擦阻力降低了 25% 以上 。
研究人员表示 , 在空气动力学表面上实现这种模式的技术实现 , 将为大幅降低燃油消耗和未来的零排放飞行铺平道路 。
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