ساخت شنل نامرئی با پوست کوسه و پر جغد!
به گزارش وبلاگ آموزشی و فنی، طبیعت همواره الهام بخش بشر بوده است اما این بار پر جغدها و پوست کوسه ها به دانشمندان یاری نموده است تا به فناوری بهبود ارتباط کشتی ها و زیردریایی ها دست پیدا نمایند.
به گزارش خبرگزاری وبلاگ آموزشی و فنی ، کوسه ها و جغدها تقریبا به شکل شگفت انگیز و مشابهی تکامل یافته اند. بافت پوست کوسه ها که ریبلت نام دارد، به کاهش کشش یاری می نماید و برآمدگی کوچک روی پر جغدها که به آنها اجازه می دهد در حین شکار طعمه، بی صدا پرواز نمایند. از آنجایی که طبیعت در گذشته هم به یاری بشر آمده و باعث شده است که با الگو برداری از آن بسیاری از فعالیت های انسان راحت تر گردد؛ تیمی از محققان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و آزمایشگاه MIT اخیراً آنالیز کردند که آیا این اصول می توانند برای ابزارهای زیر آب نیز اعمال شوند یا خیر.
یافته های آن ها نشان می دهد که این طرح ها می توانند برای بهبود آرایه های سونار (TSA) مورد استفاده کشتی ها و زیردریایی ها تطبیق داده شوند. TSAها برای کشتی های دریایی درگیر در پروژه های امنیتی یا اکتشافی زیر آب حیاتی هستند. اما اگر کشتی ها با سرعت مناسب آغاز به حرکت نمایند، کشش ناشی از آن در اطراف تجهیزات می تواند صدای اضافی ایجاد کند.
محققان با استفاده از مدل سازی محاسباتی، اشکال و الگوهای ریبلت مختلف را در تعامل با محیط های آبی شبیه سازی شده آزمایش کردند. این تیم با آنالیز جریان های آرام تا جریان های غیرقابل پیش بینی تر که در اقیانوس ها دیده می گردد متوجه شدند که چگونه دنده های صاف، مثلثی، ذوزنقه ای و گوشه ای می توانند بر دینامیک سیال و آکوستیک تأثیر بگذارند.
از بین این تغییرات، فرم مستطیلی امیدوارنماینده ترین نتایج را در آب متلاطم نشان داد که کاهش صدا تا بیش از 14 درصد در کنار کاهش تقریباً 5 درصدی در کشش را پدید می آورد. هنگامی که ریبلت ها ظریف تر و نزدیک تر به یکدیگر بودند نیز، کشش تا 25 درصد دیگر کاهش یافت.
این شبیه سازی ها نه تنها باعث می گردد که الگوهای ریبلت را برای محفظه های سونار به کار ببرند، بلکه دینامیک سیال نوی را نشان می دهد که زیربنای کاهش نویز در طول جریان های آب متلاطم است. چراکه در فرآیندی که محققان به آن بلندکردن گردابی می گویند، جریان ها بالا رفته و از سطوح بافت دار دور می شوند و در عین حال قدرت چرخشی آن ها را نیز کاهش می دهند. این ارتفاع برای کاهش نوسانات فشار شدیدی که به وسیله تعامل بین جریان آب و دیوار آرایه ایجاد می گردد، کلیدی است که منجر به فراوری نویز می گردد.
به گفته این تیم، افزودن بافت های الهام گرفته از حیوانات به TSA و سایر وسایل نقلیه زیر آب فقط به انسان یاری نمی نماید، بلکه می تواند شرایط زیستگاه حیات وحش دریایی را نیز بهبود بخشد. سیستم های متکی به الگوهای ریبلت می توانند عملکرد آرام تری داشته باشند و در نتیجه احتمال ایجاد اختلال مصنوعی در زیست بوم های اطراف خود را کاهش دهند. با این حال، شبیه سازی پوست کوسه بسیار سخت است، اما با آزمایش های بیشتر، طرح های نو پتانسیل گسترده بیومیمیکری در پیشرفت مهندسی و فناوری را به نمایش خواهند گذاشت.
منبع: popsci
58323
منبع: خبرآنلاین