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▲哈佛大学进化生物学家和工程师团队，与南卡罗莱纳大学的同事合作，阐明了关于鲨鱼皮肤的谜题，开发了新的仿生学结构，用于提高飞机、风力涡轮机、无人机和汽车的空气动力学性能。引用：哈佛大学
通过与南卡罗莱纳大学的同事合作，哈佛大学的进化生物学家和工程师团队阐明了关于鲨鱼皮肤的谜题，开发了新的仿生学结构，用于提高飞机、风力涡轮机、无人机和汽车的空气动力学性能。研究结果2月7日发表在《英国皇家学会界面杂志》上。
鲨鱼和飞机都可以利用自身形状来产生升力、减少阻力，从而有效地通过流体（水和空气）。鲨鱼的皮肤由成千上万的小鳞片或齿状结构组成，但其功能至今还没有定论。该研究的作者之一George Lauder说：“目前的研究大都集中在齿状结构的减阻特性上，但我们认为，齿状结构的主要功能不是减少阻力，而是提高升力。”
▲灰鲭鲨皮肤表面齿状结构的环境扫描电镜（ESEM）照片。引用：哈佛大学
为了验证这一假设，研究人员利用微CT扫描了世界上速度最快的鲨鱼——灰鲭鲨皮肤的齿状结构，并进行了三维造模。然后用3D打印在机翼表面打印出这种类似三叉戟的齿状结构，测试它们对升力和阻力的影响，结果发现，除减少阻力外，齿状结构还可作为高性能的涡流发生器显著增加升力。
涡流发生器是汽车和飞机配备的用来改变移动物体表面的气流的小型装置，可以增加空气动力。目前大多数涡流发生器都是简单的叶片状结构。
论文的第一作者August Domel说：“仿造鲨鱼制造的涡流发生器相比没有涡流发生器的机翼，可将升阻比提高至323%。可见仿生学的涡流发生器具有超越传统设计的潜力。”
Lauder认为，这一结果不仅概述了涡流发生器的新形状，为改进仿生的空气动力学设计开辟了新的道路，还阐明了复杂的具有潜在功能的鲨鱼齿状结构的作用。
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编译：花花 审稿：西莫 编辑：张梦
来源：https://phys.org/news/2018-02-shark-scales-drones-planes-turbines.html
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