华盛顿特区，2019年3月4日 - Shortfin mako鲨被称为“海洋猎豹”，能够以每小时70或80英里的速度游泳。为了研究动物如何实现这一令人印象深刻的壮举，阿拉巴马大学的航空工程师Amy Lang及其同事在水隧道实验中测试了从动物侧腹区域采集的真实鲨鱼皮肤样本。
这项工作将于本周在波士顿举行的2019年美国物理学会3月会议上进行描述。Lang将参加会议记者会，描述这项工作。本新闻稿末尾包含登录以远程观看和提问的信息。
Lang和她的同事们特别感兴趣的是位于鲨鱼身体特定位置的大约0.2毫米大小的柔性秤，例如侧翼和鳍片。刻度可以与身体成超过40度的角度弯曲 - 但仅在反向流动的方向上弯曲。换句话说，如果你从鼻子到尾巴用手鲨鱼，皮肤会感觉光滑;在另一个方向，它会像砂纸一样粗糙。对手的抵抗力也是对水流的抵抗力。“它阻碍了皮肤附近的逆转，否则会导致流动分离，”Lang说。
流动分离是飞机上最有影响力的阻力源，称为压力阻力。“如果你把手伸出垂直于气流的车窗，这就是你遇到的阻力，”郎，一位专注于实验流体动力学的工程师说。
在你的手前，有高压推回。在你的手背上，有低压推进。将压力相加在一起产生净阻力。她说，任何时候流动分离，即使是像鲨鱼这样光滑的身体 - 或高尔夫球，也是如此。“高尔夫球上的凹坑是分离控制的一个例子，通过保持球周围的附着流量并减小尾流的大小来减少压力阻力。你可以击打高尔夫球，使球窝比同一球平滑30%更远。 ，“朗说。
使用一种称为数字粒子图像测速技术的技术来生成皮肤上和周围水流速度的详细测量，Lang和她的团队发现流动分离确实受到鲨鱼微观表面几何形状的“被动刷毛”能力的控制。秤。“我们在隧道中进行了一项实验，在光滑的表面上进行了一定量的流动分离。然后我们用鲨鱼皮替换了光滑的表面并重新定量了流动分离，”Lang解释道。“在所有侧翼皮肤的情况下，我们看到分离的流动区域的大小因皮肤的存在而显着减少。”
这项由波音公司和美国陆军部分资助的工作可以带来新的设计，以减少对飞机和直升机的阻力，提高其灵活性。“即使在空中，人造表面利用这种完全被动机制的可能性也非常令人兴奋，”Lang说。
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