16:14
Реактивное движение кальмаров может улучшить конструкцию подводных роботов, транспортных средств

Кальмары и другие головоногие моллюски используют форму реактивного движения, которая не очень хорошо изучена, особенно когда речь заходит об их гидродинамике в условиях турбулентного течения. Открытие их секретов может помочь создать новые конструкции для биоинспирированных подводных роботов и транспортных средств, которые должны работать в этой среде.

Исследователи в Шотландии, США и Китае изучают фундаментальный механизм, лежащий в основе импульсного реактивного движения кальмаров . В разделе "Физика жидкостей" группа описывает свое численное исследование реактивного движения головоногих моллюсков с впервые рассмотренным турбулентным потоком. Среди своих открытий они обнаружили, что производство тяги и эффективность недооцениваются в ламинарных, или нетурбулентных, потоках.

Модель для этого исследования представляет собой 2-D кальмарообразный пловец, который имеет гибкое мантийное тело с камерой давления и соплом, которое служит входом и выходом воды. На гибкую поверхность мантии модели воздействует внешняя сила, имитирующая сжатие мускулов кальмара.

"В результате внутренний объем тела уменьшается, и вода внутри камеры выбрасывается с образованием струйного потока", - сказал Ян Ло, один из авторов и научный сотрудник Университета Стратклайда в Глазго, Шотландия. - Кальмара толкает вперед сильная струя в противоположном направлении, затем мантия автоматически раздувается в результате накопленной упругой энергии. Во время инфляции мантии вода всасывается в камеру и выбрасывается во время следующей дефляции мантии."

Реактивное движение может быть более эффективным, когда рассматривается турбулентное течение, согласно Ло. Группа также обнаружила нарушающую симметрию неустойчивость вихрей вокруг реактивного двигателя, который посылает струи воды после нескольких непрерывных реактивных циклов.

"Это может помочь лучше понять, почему всплеск и прибрежное плавание используются молодыми и взрослыми кальмарами, которые работают в турбулентных потоках чаще, чем детеныши кальмаров, которые работают в ламинарных потоках", - сказал Ло.

Помимо реактивного движения, Молодые и взрослые кальмары также часто полагаются на колебания плавников на своей голове для плавания. Группа обнаружила, что этот стиль всплеска и побережья может помочь кальмарам избежать нарушающей симметрию нестабильности окружающего вихря потока, которая может привести к снижению тяги и эффективности.

"Результаты нашей работы о механизме нарушения симметрии нестабильности дают руководство для проектирования подводных роботов и транспортных средств, вдохновленных кальмарами", - сказал Ло. "Непрерывное реактивное движение не может быть благоприятным, и необходимы конкретные меры для смягчения эффекта этой нестабильности при проектировании подводных аппаратов или движителей на основе реактивного движения с помощью активного контроля деформации тела, чтобы изменить эволюцию картины внутренних вихрей."

Скоро ли мы увидим новые подводные лодки с реактивным двигателем?

-Сейчас это трудно определить, - сказал Ло. "Но как относительно менее широко изученный вид подводного движителя, он выгоден с точки зрения простого механизма для эффективного мгновенного побега и высокой маневренности. Это делает его перспективным для интеграции с типичными двигателями подруливающего устройства для достижения маневренности по требованию."

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Китайский марсоход Yutu-2 показывает, что лежит под дальней поверхностью Луны


"Исследование проблем" по заражению здоровых добровольцев коронавирусом начнется в начале 2021 года


Эксперимент намекнул на марсианскую жизнь в 70-х годах.

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 50 | Добавил: admin | Теги: Шотландия, транспортных средств, турбулентное течение, Реактивный двигатель, реактивное движение, Реактивное движение кальмаров может, кальмар | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar