Секреты эффективности плавания китов, дельфинов

Когда-нибудь подводные роботы могут настолько близко имитировать существ, как рыба, что они будут обманывать не только самих настоящих животных, но и людей. Эта способность может давать информацию, начиная от состояния рыбных запасов и заканчивая местонахождением иностранных судов.

Секреты эффективности плавания китов, дельфинов

Такие роботы должны быть быстрыми, эффективными, маневренными и акустически скрытными. Другими словами, они должны быть очень похожи на афалин или косаток.

«Мы заинтересованы в разработке следующего поколения подводных аппаратов, поэтому мы пытаемся понять, как дельфины и киты плавают так же эффективно, как и они». говорит Кит У. Мур, доцент кафедры машиностроения и механики в Университете Лихай. Россинский техникум и прикладная наука. «Мы изучаем, как устроены эти животные и что полезно для этого дизайна с точки зрения их плавательных характеристик или механики плавания».

Moored является основным исследователем в недавно опубликованной статье Журнал Интерфейса Королевского общества который исследовал механику жидкости движущих сил китообразных путем численного моделирования их колеблющихся хвостовых плавников. Впервые Мур и его команда смогли разработать модель, которая могла бы количественно предсказать, как движения плавника должны быть приспособлены к его форме, чтобы максимизировать его эффективность. Это исследование было частью более крупного проекта, поддерживаемого Управлением военно-морских исследований в рамках его программы «Инициатива исследований многопрофильного университета». Проект, который получил финансирование более 7 миллионов человек (из них 1 миллион. в Лихай) в течение более пяти лет, также включал в себя Университет Вирджинии, Университет Западного Честера, Принстонский университет и Гарвардский университет.

Хвостовые плавники китообразных (китов и дельфинов) бывают самых разных форм. То, как эти животные двигают плавники или кинематику, также различно. Некоторые китообразные могут хлопать плавниками с большей амплитудой или наклонять их под более крутым углом. Мур и его команда хотели лучше понять эту взаимосвязь между двумя переменными, чтобы определить, была ли форма хвостового плавника адаптирована к конкретному набору кинематики.

Используя данные о форме и кинематике для пяти видов китообразных (с общими названиями афалины, пятнистого дельфина, косатки, фальшивого косатки и белухи), они провели моделирование для каждого из видов, чтобы определить его пропульсивную эффективность. Затем они обменялись данными, например, запустив симуляцию формы плавника косатки, привязанную к кинематике дельфина.

Читайте также

  • Как установить BIOS на ноутбук Lenovo
    Как мне загрузиться с ноутбука Lenovo?На днях они принесли мне ноутбук Lenovo IdeaPad B5030 с установленной Windows 8. Это должно было быть вылечено от вирусов. Я вставил в него флешку со специальным антивирусом и попытался загрузиться с нее. Это был...
  • Как перенести фотографии со смартфона на ноутбук
    Как перенести фотографии с мобильного телефона на компьютер?Перенос фотографий с телефона на компьютер очень прост! Самые распространенные USB-сообщения для каждого мобильного телефона. Теперь он иногда уходит в зарядное устройство, но не теряет свои...
  • Mi Band Не Показывает Имя Звонящего
    Сегодня телефоны занимают очень важную часть жизни некоторых, а расширить их функционал и полезность помогают разные аксессуары-гаджеты. Особо ценятся фитнес-браслеты, выполняющие роль считывающих устройств для сбора и анализа основной инфы об их обл...
  • Лучшие группы для Garmin Forerunner 645 в 2019 году, Android Central
    Лучший Полосы для Garmin Forerunner 645 Android Central 2019Когда дело доходит до ваших работающих умных часов, принципиально найти группу, которая органично сочетается с вашим активным образом жизни. И неважно, являетесь ли вы профессиональным спорт...
  • Установите Windows 7 на ноутбук Lenovo
    Как установить Windows 7 на ноутбук Lenovo G50-30 |Как установить Windows 7 на ноутбук Lenovo G50-30 |Привет всем, я писал ранее, как установить Windows 8.1 на ноутбук Lenovo G50-30, но они периодически спрашивают меня, как установить Windows 7. Сего...
  • Кто-то на самом деле натёр сыр на Mac Pro
    Источник: iFixit Что тебе нужно знать Команда iFixit натерла сыр на новом Mac Pro. Они также дали некоторые первые впечатления. Дизайн Mac Pro был осмеян с тех пор, как был анонсирован из-за его форм-фактора, похожего на терку для сыра.Команда iFixi...

«Мы провели 25 таких симуляций с заменой, и мы были очень удивлены». говорит Мур. «Форма псевдоорка всегда была лучшей, то есть самой эффективной. Не важно, какую кинематику мы ей дали. А кинематика белухи всегда была лучшей, независимо от того, к какой форме она была прикреплена. Мы не ожидали этого, поэтому мы стали больше копаться в этом и разработали эту относительно упрощенную модель того, как эффективность масштабируется с различными кинематическими и переменными формами ».

Модель хорошо работала для сбора данных, которые Мур и его команда уже сгенерировали, поэтому они расширили свой набор данных, чтобы изучить любые возникающие тенденции. Они обнаружили, что их модель не только предсказала эффективность за пределами их набора данных, но также показала, что конкретные формы были адаптированы к конкретной кинематике.

Одно интересное открытие, говорит Мур, было фундаментальное взаимодействие между циркулирующими силами и добавленными массовыми силами, которые способствуют движению животного. Циркуляторные силы. это те, которые создают подъемную силу, как в самолете

«Хвост, взмахивающий вверх и вниз, генерирует силы точно так же, как самолет, но он также генерирует дополнительные массовые силы, которые связаны с тем, насколько быстро жидкость ускоряется». говорит Мур. «В прошлом люди не думали, что эти дополнительные массовые силы были так важны при плавании китообразных. Это не признавалось вообще в предыдущей литературе. Но мы обнаружили, что ускорения плавника являются неотъемлемой частью предсказания тенденций эффективности, и это было для нас увлекательно. В конечном итоге это дает нам точную прогностическую модель. Без нее мы бы в основном говорили, что форма плавников не меняет эффективность, и это неправда ».

Читайте также

  • Можно Ли Подключить Айфон К Телевизору Самсунг
    Как подключить iPhone к телевизору?Последние модели «яблочных» устройств. например iPhone иначе говоря iPade. имеют прекрасное разрешение экрана, поэтому вы всегда хотите увидеть фотографию или фильм, клип иначе говоря другое видео как ещ...
  • Как Настроить Android Тв На Телевизоре
    Чтобы настроить IP-телевизор на интеллектуальной консоли, вам необходимо загрузить одно из приложений Play Market:Постскриптум На наш взгляд, это самые простые и стабильные программы IPTV.Обратите внимание, что разные поставщики IPTV могут по-разному...
  • JBL L82 Classic — уменьшенная версия легендарного динамика L100
    JBL L82 Classic был представлен зрителям на CES в Лас-Вегасе, уменьшенной версии самого продаваемого динамика JBL L100Харман снял обложки с акустической позволяющей вести бухгалтерский учет (софт) JBL 182 Classic, книжной версии самой продаваемой аку...
  • Как Обновить Приложения На Телевизоре Lg
    Обновление для телевизоров LG Smart TV позволяет: Убрать уязвимости ОС. Поправить выявленные ошибки и трудности, к примеру, с интерфейсом либо подключением устройств перифирии. Добавить новые функции, которые ввел разработчик компьютерных программ в ...
  • Перенос данных с Icloud на iPhone
    Перенос контента с вашего устройства Android на iPhone, iPad или iPod touchГотовы перейти на iOS? Загрузите приложение «Переместить на iOS», чтобы перейти от использования устройства Android к работе с новым iPhone, iPad или iPod touch.Если вы живете...
  • Играйте в хоккей LeBron James в последней игре Apple Arcade
    Кто знал, что у короля Джеймса был такой подлый пощечина?Что общего у Леброна Джеймса, Меган Рапино и Джей Джей Уотта? Продать, они точные спортсмены на вершине своей игры, увы они также не считаются с Ultimate Rivals: The Rink, последней игрой в быс...

Наличие модели, которая может предсказать производительность, основанную на форме и кинематике, обеспечивает базовое проектное уравнение для создания подводного робота, который работает как китообразный. На сегодняшний день этих уравнений не существует. И потенциал для этих машин огромен. Быстрые, эффективные и очень маневренные роботы в форме рыб могут помочь исследователям проверить гипотезы о том, как животные плавают, и лучше понять поведение косяков рыб. Они могут быть использованы для обнаружения подводных лодок и других подводных лодок. Их также можно использовать для мониторинга воздействия изменения климата на популяции рыбных запасов.

Мур и его команда уже продвинулись и расширили свою модель масштабирования, чтобы учесть больший диапазон переменных, которые они затем подтвердили экспериментальными данными. В конечном итоге они хотят построить гораздо более прогнозирующую модель. Тот, который фиксирует влияние этих переменных, а затем может предсказать производительность для ряда приложений.

«Эта проблема плавания рыбы. действительно захватывающая проблема, потому что она настолько сложна». говорит он. «Интересно принять этот хаос переменных и увидеть порядок в нем, увидеть структуру в нем и понять, что в основном происходит».

You may also like