• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Aerodynamiker avslöjar sambandet mellan fiskfjäll och flygmotstånd

    Kredit:City University London

    Teamets resultat har publicerats i Natur:Vetenskapliga rapporter :"Övergångsfördröjning med hjälp av biomimetiska fiskfjällsuppsättningar, " och i Journal of Experimental Biology :"Sträckbildning i flöde över biomimetiska fiskfjällarrayer."

    Att minska luftmotståndet innebär högre flygplanshastigheter och mindre bränsleförbrukning - ett viktigt studieområde för aerodynamiker som professor Bruecker, Citys Royal Academy of Engineering Research Chair in Nature-Inspired Sensing and Flow Control for Sustainable Transport, och stadens Sir Richard Oliver BAE Systems Chair for Aeronautical Engineering.

    Genom deras biomimetiska studie, Professor Brueckers team har upptäckt att fiskfjällsuppsättningen producerar en sicksackrörelse av vätska i överlappande områden av fiskens yta, vilket i sin tur orsakar periodisk hastighetsmodulering och ett streckigt flöde som kan eliminera Tollmien-Schlichting-våginducerad övergång för att minska hudens friktionsmotstånd med mer än 25 procent.

    En undersökning av visualisering av oljeflöde med hjälp av beräkningsvätskedynamik (CFD) på havsabborre och vanlig karp gjorde det möjligt för författarna att komma med en arbetshypotes:

    "Computation Fluid Dynamics (CFD) användes för att studera flödesmönstret över ytan och avslöjade en hittills okänd effekt av vågen som en mekanism för att generera ett regelbundet mönster av parallella strömvisa hastighetsränder i gränsskiktet. För att bevisa deras existens även på det riktiga fiskskinnet, oljeflödesvisualisering gjordes på havsabborre och vanlig karp, som verkligen bekräftade deras närvaro på ett regelbundet sätt längs deras verkliga kropp, med samma arrangemang i förhållande till skalarrayen som observerats längs den biomimetiska ytan. Dessa resultat låter författarna göra en hypotes om en möjlig mekanism för övergångsfördröjning, inspirerad av olika tidigare grundläggande övergångsstudier, där strimmiga strukturer genererade av cylindriska grovhetselement eller virvelgeneratorer har visat en fördröjning av övergången."

    Fiskfjäll, aerodynamik. Kredit:City, University of London

    Med hjälp av den specialutrustade laminära vattentunneln vid universitetet i Stuttgart i Tyskland, Professor Bruecker och professor Rist (Universitetet i Stuttgart) har testat hypotesen om en övergångsfördröjning (drag) genom att experimentera med en slät platt platta och en platt platta täckt med biomimetiska fiskfjällarrayer.

    Deras överraskande forskningsresultat strider mot den vanliga uppfattningen att grovhet främjar bypass-övergång. Istället, vågorna ökar i hög grad stabiliteten hos basflödet som liknar en rad virvelgeneratorer.

    Ett tekniskt förverkligande av sådana mönster på aerodynamiska ytor kommer att bana väg mot en drastisk minskning av bränsleförbrukningen och framtida nollutsläppsflyg.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com