鲨鱼皮启示:声呐阵列的改进之路

最近好意思国加州大学伯克利分校的工程师们从鲨鱼皮上获得了灵感,测度打算给潜艇声呐阵列来个大变身! 提及鲨鱼皮,公共齐知说念它是个神奇的东西。往时的科学家们就发现,鲨鱼皮上的那些肋状条纹,险些即是减少阻力的神器。那此次,工程师们就想了,既然这肋状条纹能减少阻力,那它是不是也能减少水下杂音呢?毕竟,潜艇和船只拖着的声呐阵列在高速巡航时,老是会产生一堆杂音,这杂音然而会秘籍掉那些我们想听到的酌量信号,让声呐的探伤能力大打扣头。 于是,这群工程师就运当作手了。他们效法鲨鱼皮的瞎想,搞出了一种新的纹理名...


鲨鱼皮启示:声呐阵列的改进之路

最近好意思国加州大学伯克利分校的工程师们从鲨鱼皮上获得了灵感,测度打算给潜艇声呐阵列来个大变身!

提及鲨鱼皮,公共齐知说念它是个神奇的东西。往时的科学家们就发现,鲨鱼皮上的那些肋状条纹,险些即是减少阻力的神器。那此次,工程师们就想了,既然这肋状条纹能减少阻力,那它是不是也能减少水下杂音呢?毕竟,潜艇和船只拖着的声呐阵列在高速巡航时,老是会产生一堆杂音,这杂音然而会秘籍掉那些我们想听到的酌量信号,让声呐的探伤能力大打扣头。

于是,这群工程师就运当作手了。他们效法鲨鱼皮的瞎想,搞出了一种新的纹理名义。这名义不仅能减少阻力,还能缓解水流产生的杂音。这若是真告成了,那好意思国的水下探伤时候不是又要飞跃到一个新的高度了,这个我们有必要爱重。

为了考据这个表面,这些工程师然而费了不少心想。他们先用规划模子模拟了各式模式和图案的肋状突起名义,然后又模拟了水流在这些工程化肋状突起阵列名义的通顺。这编造测试环境确凿刚烈,它能让工程师们评估不同瞎想在各式流动条目下对流体行径和声呐阵列声学性能的影响。从郑重的层流,到参差词语的湍流,各式情况齐辩论到了。

你猜奈何着?在测试的繁多肋状突起瞎想中,矩形肋状突起瞎想脱颖而出,成了性能最高的原型。这瞎想在减少水流杂音和缩短流体能源学阻力方面相配灵验。尤其是在湍流条目下,这矩形轻微沟槽的杂音缩短后果更是高达14.3%,水能源阻力也减少了5.1%。

加州大学伯克利分校一位姓顾的涵养说:“这些发现施展了在不同流动条目下,沟槽几何模式齐能进展出刚烈的后果。这对优化海洋系统的声学和水能源性能然而大有裨益。这微结构的双重功能性,说不定能给将来的声呐阵列瞎想带来创新性的变化呢!”

除了搞涌现沟槽奈何影响声学以外,这项相干还揭示了推动噪声羁系的底层水能源机制。就像阿谁机械工程系的相干生魏子孝说的:“我们的相干发现了湍流中的要害经过,其顶全心瞎想的沟槽在‘涡旋普及’中进展了重要作用。这经过啊,即是通过改造涡旋结构的主见,把它们从阵列名善举高,同期松开它们的旋转强度。”

涡旋普及是减少杂音的要害。你想,水流跟阵列壁一摩擦,就会产生激烈的压力波动,从而产生杂音。当今有了这沟槽瞎想,就能减少这种摩擦,让杂音大大缩短。

顾涵养还说了,这项仿生相干可能会给潜艇和仪器带来要害的时候非凡,对许多运用齐有平凡的影响。这些水下缔造若是操作得更称心了,那好意思国潜艇不是更难被发现了吗?对海洋生物倒是有平正,它们毋庸再受那么多杂音的阻挠了。

最重要的是,这项相干展示了生物服从转动为时候非凡的盛大后劲。就像魏子孝说的:“当然界中的沟槽图案给我们提供了一种姿色,不仅不错复制还不错优化这些当然处分有酌量,用于东说念主造系统。这责任然而展示了仿生学在推动工程和时候方面的盛大后劲!”

鲨鱼皮给声呐阵列带来的启示,不仅让东说念主类看到了时候创新的可能性,还教唆我们,大当然然而个矿藏库,内部藏着巨额恭候我们去发掘的机要和灵感。说不定哪天,我们又能从哪个不起眼的生物身上,找到处分大问题的要害!

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