來自哈佛大學(xué)的研究人員已經(jīng)轉(zhuǎn)向了最兇猛的水下掠食者鯊魚，為下一代飛機(jī)，無人機(jī)，風(fēng)力渦輪機(jī)和汽車的設(shè)計提供了靈感。 據(jù)研究人員介紹，鯊魚皮可以為創(chuàng)造更多的空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)提供有價值的見解。

由哈佛大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家和工程師以及南卡羅來納大學(xué)成員組成的項目團(tuán)隊最近展示了3D打印鯊魚皮的靈感結(jié)構(gòu)的能力，這種結(jié)構(gòu)可以幫助迎來新一代更多的空氣動力學(xué)飛機(jī)，無人機(jī)和其他系統(tǒng)。這項工作已經(jīng)發(fā)表在“皇家學(xué)會界面雜志”上。

該項目顯示，鯊魚和飛機(jī)實際上可能不像人們想象的那樣不同。 （可以肯定的是，我以前從來沒有想到過這兩者之間的關(guān)系。）

“兩者的設(shè)計都是為了有效地通過流體（水和空氣），利用其身體的形狀來產(chǎn)生升力并減少阻力。 “不同之處在于，鯊魚在設(shè)計過程中擁有大約4億年的開端?！?/span>

鯊魚皮是特別的，雖然看起來很光滑，但實際上卻覆蓋著數(shù)以千計的細(xì)小鱗片。 George Lauder教授與人類牙齒比較的這些小齒根據(jù)它們在鯊魚身上的位置而具有不同的形狀和大小。

到目前為止，科學(xué)家們普遍認(rèn)為，鯊魚游動時齒狀體的主要功能是減少阻力，但是現(xiàn)在哈佛大學(xué)的研究人員有理由相信，他們實際上可能是為了改善提升。

這個發(fā)現(xiàn)部分是通過3D打印來實現(xiàn)的，后者被用來重新創(chuàng)建一個用于各種實驗的短鏈馬齒。研究人員說，短翅ma是漫游在海洋中的最快的鯊魚之一，它有一種特殊的齒狀，它們的三個隆起的隆起（如三叉戟）是值得注意的。

哈佛大學(xué)研究人員使用微型CT掃描儀掃描鯊魚的細(xì)齒，然后將三維細(xì)齒結(jié)構(gòu)整合到弧形機(jī)翼結(jié)構(gòu)上。這部分被稱為翼型，然后進(jìn)行3D打印并測試其空氣動力學(xué)特性。

“機(jī)翼是所有空中設(shè)備的主要組成部分，”哈佛大學(xué)博士生August August Domel詳細(xì)闡述了這項研究的第一作者。 “我們希望在翼型上測試這些結(jié)構(gòu)，以此來衡量它們對升力和阻力的影響，以用于各種空中設(shè)備（如無人機(jī)，飛機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)）的設(shè)計中。

研究人員在對水流槽內(nèi)部的多個版本進(jìn)行了廣泛的3D打印后，發(fā)現(xiàn)齒狀結(jié)構(gòu)不僅減小了阻力，而且還有效地提高了升力。這個團(tuán)隊甚至把他們比作“大功率，低調(diào)的渦流發(fā)生器”，這種渦輪發(fā)動機(jī)被安裝在大多數(shù)汽車和飛機(jī)上，并有助于改變車輛的空氣流動來改善空氣動力學(xué)。

Domel補充道：“與沒有渦流發(fā)生器的翼型相比，這些受鯊魚啟發(fā)的渦流發(fā)生器實現(xiàn)的升阻比提高高達(dá)323％。 “憑借這些概念驗證設(shè)計，我們已經(jīng)證明，這些生物啟發(fā)式渦流發(fā)生器具有超越傳統(tǒng)設(shè)計的潛力。”

數(shù)字證明：3D打印的鯊魚皮很可能是飛機(jī)，無人駕駛飛機(jī)，汽車和渦輪機(jī)的未來。

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