智能变形表面可以最大限度地减少所有速度下的阻力

麻省理工学院的研究人员开发了一种智能曲面,可随意变形以减少阻力,产生一系列小而均匀间隔的凹坑,使其类似于高尔夫球的外部。这项技术可以用来减少一些公共建筑物的飓风破坏,并提高汽车的空气动力学和燃油效率。

科学家和高尔夫球手一直都知道表面的凹坑。高尔夫球允许它大大减少阻力并且行进得比其他可能的更远。之所以发生这种情况,是因为小凹痕使气球表面附近的气流保持较长时间,这会在球起飞时减小尾流或湍流区域的大小。

In但事实上,事情比这更复杂。近年来,深入的空气动力学研究表明,凹坑仅在较低的速度下减少阻力。当您向更快的速度移动时,不规则性的优势消失,光滑的表面成为最小化尾流的最佳方式。这就是为什么在这届世界杯上使用的Brazuca球在其表面上有凹痕的原因,但是F1赛车并没有这样做。

现在,麻省理工学院的研究人员已经结合两全其美通过开发“smorphs”,智能变形表面可以在飞行中调整其平滑度,以最大限度地提高所有速度下的空气动力学效率。

这些新表面可以实时更改其配置,因为它们是“制作的”使用具有坚硬皮肤和柔软内部的多层材料。当从由这种材料制成的小球形物体的内部提取空气时,表面略微收缩并且其表面起皱,以类似的规则间隔产生凹坑,并且具有与高尔夫球相同的空气动力学优势。

通过调节球内的压力来控制材料的配置,这意味着研究人员不仅可以打开和关闭凹坑,但也要精确调整它们的尺寸,以尽量减少所有速度的阻力。

“Smorphs“在建筑结构中特别有用,这种结构在面对很大的风时不会坍塌或受到严重损坏。一个例子可以是所谓的天线罩,即封闭雷达天线的球形防风雨罩。研究人员表示,这些材料还可以用来最大限度地减少汽车的阻力,从而最大限度地提高燃油效率。

发表在“高级材料”杂志上的论文描述了这一进展。

您可以在下面的视频中看到“smorph”表面的演示。

来源:MIT

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