倫敦大學(xué)發(fā)現(xiàn)魚鱗片陣列有利于研發(fā)減少阻力的飛行器

魚是高度活躍的生物，它們持續(xù)在水中繁殖，以獵物為食，并躲避捕食者。這也意味著，魚類消耗的大部分能量主要用于水環(huán)境中的運(yùn)動（抵抗來自表面摩擦和壓力阻力的阻力）。

魚類對水流驚人的控制也使其受到科學(xué)家的關(guān)注，以期從魚類天然的減少水流阻力的有效策略中得到幫助。

近日，倫敦大學(xué)的研究團(tuán)隊進(jìn)行的一項新的研究表明，魚鱗片陣列會在動物表面產(chǎn)生條紋狀的基流，這為減少阻力（阻礙飛機(jī)在空中運(yùn)動的空氣動力）提供了重要線索。該小組的研究發(fā)表在《科學(xué)報告》和《實驗生物學(xué)雜志》上。

具體來說，通過數(shù)字顯微鏡，研究人員測量了歐洲鱸魚（dicentrarcuslabrax）鱗片圖案的表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并用計算機(jī)輔助設(shè)計模型進(jìn)行了幾何重建。

隨后，研究人員利用計算流體力學(xué)（CFD）對鱸魚和鯉魚的流動方式進(jìn)行了可視化研究，證實了鱸魚和鯉魚的鱗片以一種規(guī)律的方式存在，并且發(fā)現(xiàn)，魚表面上的重疊區(qū)域會導(dǎo)致流體在頂部流動時發(fā)生鋸齒形運(yùn)動。而這些重疊區(qū)域會產(chǎn)生“雜散流”，從而抵消Tollmien－Schlichting 波（導(dǎo)致湍流的不穩(wěn)定振蕩），最終將皮膚摩擦阻力降低了 25％ 以上。

研究人員表示，在空氣動力學(xué)表面上實現(xiàn)這種模式的技術(shù)實現(xiàn)，將為大幅降低燃油消耗和未來的零排放飛行鋪平道路。
責(zé)編AJX