Транспортные средства могут позволить исследователям более эффективно изучать в основном неизведанные океанские глубины, а также могут использоваться во время операций по очистке или спасению.«Большинство рыб виляют хвостом, чтобы плавать.
Плавание ската гораздо более уникально, как флаг на ветру», — говорит Ричард Боттом, аспирант UB, участвовавший в исследовании.Боттом и Иман Боразджани, доцент кафедры механической и аэрокосмической техники UB, решили исследовать взаимосвязь формы и функции ската — почему он выглядит так, как он выглядит, и что он получает, двигаясь таким образом.
Они расскажут о своих выводах на 66-м ежегодном собрании Отделения гидродинамики Американского физического общества. Их лекция «Биологические жидкости: движение III — полет» состоится в воскресенье, 24 ноября, в Питтсбурге, штат Пенсильвания.Исследователи использовали вычислительную гидродинамику, в которой используются алгоритмы для решения проблем, связанных с потоками жидкости, чтобы составить карту потока воды и вихрей вокруг живых скатов.
По словам Боразджани, это исследование является первым случаем, когда передний вихрь, вихрь на передней части движущегося объекта, был изучен при подводном движении. Вихрь на переднем крае наблюдался при полете птиц и насекомых и является одним из наиболее важных механизмов увеличения тяги при полете насекомых.Вихри на волнах тел скатов создают благоприятные поля давления — низкое давление спереди и высокое давление сзади, — которые толкают луч вперед. Поскольку движение в воздухе и в воде схоже, понимание вихрей имеет решающее значение.
«Глядя на природу, мы можем извлекать уроки из нее и придумывать новые конструкции для автомобилей, самолетов и подводных лодок», — говорит Боразджани. «Но мы не просто имитируем природу. Мы хотим понять лежащую в основе физику для будущего использования в инженерном или центральном проектировании».Исследования уже показали, что движения ската очень похожи на наиболее оптимальную плавательную походку, — говорит Боттом. Во многом это связано с уникальной плоской и круглой формой ската, которая позволяет ему легко скользить по воде.
Боразджани и Боттом планируют продолжить свои исследования и изучить различия в движении между несколькими типами скатов.