超级军网小弟有个关于水波的问题
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/24 23:59:29
平时观察到，如果将手伸入水中，拿出后手臂上的汗毛会呈鳞片状，就是那种没根汗毛都是弯曲的。另外鱼在水中游时也是左右摆动身体以适应水波。
那是否可以将潜艇表面的消声瓦铺成鳞片状，以增强水下航行性能。（小弟不是学物理的，可能表述得不够清楚，忘谅解）平时观察到，如果将手伸入水中，拿出后手臂上的汗毛会呈鳞片状，就是那种没根汗毛都是弯曲的。另外鱼在水中游时也是左右摆动身体以适应水波。
那是否可以将潜艇表面的消声瓦铺成鳞片状，以增强水下航行性能。（小弟不是学物理的，可能表述得不够清楚，忘谅解）
那是否可以将潜艇表面的消声瓦铺成鳞片状，以增强水下航行性能。（小弟不是学物理的，可能表述得不够清楚，忘谅解）平时观察到，如果将手伸入水中，拿出后手臂上的汗毛会呈鳞片状，就是那种没根汗毛都是弯曲的。另外鱼在水中游时也是左右摆动身体以适应水波。
那是否可以将潜艇表面的消声瓦铺成鳞片状，以增强水下航行性能。（小弟不是学物理的，可能表述得不够清楚，忘谅解）
你让我先想想啊。....
舰艇表面只听说是越光滑越好,减少阻力,还没听说过这样增大阻力增强航行性能的;funk
原帖由 请你喝茶1 于 2007-7-29 22:04 发表
舰艇表面只听说是越光滑越好,减少阻力,还没听说过这样增大阻力增强航行性能的;funk
鲨鱼皮是很粗糙的
对流体力学家或工程师而言，诸如船与飞机等交通工具的阻力与推进是密不可分的问题，运动性能与操控也是如此，这两者都是他们最关切的问题。因此，当人类想要在流体中有更好的交通工具或机械时，不免会见贤思齐来模仿生物一番，看看动物有何妙招可以减少阻力、提高推进效率、或增加运动操控性能。
虽然「仿生」一词是近年来的产物，其实这种想法早就存于我们远祖的脑中。游泳正是最好的例子：蝶式的下半身摆动是学鱼类的摆尾；近年来仰式很流行的出发及转身时的潜泳也是学鱼类的摆尾，如果练习得当，此方式既有效率又快速，所以已经被国际泳协明文规范限制以此方式散步的距离。否则，一来大家要比谁憋气较久，二来仰式可能要变「潜式」了。过去就有选手曾经在国际大赛中，出发后以此摆尾潜泳方式游了近40公尺才冒出水面换气的例子。一般而言，提升或改良某种事情不外乎开源与节流两种方法，最好能双管齐下，提高推进效率也是如此。
流场控制是减低阻力的方法之一，借着改变物体表面附近的流场来达到减低摩擦阻力的目的。生物学家观察许多鱼类及鲸豚类的皮肤后发现这些皮肤并不单纯，经过仔细的研究，想出了各种模仿鱼类或鲸豚类皮肤的方法。
表面构造减阻法：在适当的位置上挖一些微小的壕沟，这些壕沟会改变贴近物体表面的流场紊性边界层中原有的结构与速度分布，因而减少摩擦阻力。在鲨鱼表皮上发现这些微壕沟有特殊的V形结构，且以特别的方式排列，这些壕沟的形状与尺寸大小是否有不同的影响，是近年研究的重点。游泳选手的新泳装从头包到脚，称为鲨鱼装，可以减少阻力，就是这原理的应用。另外，这两年才在莲叶上发现的奈米级微小突起结构，改变了水滴的附着能力，它就是导致莲「出淤泥而不染」的原因；这种微小突起结构，也是未来应用奈米科技于交通工具减阻上热门的研究课题之一。
一九六○年代，科学家发现海豚的皮肤不只光滑而且有特殊的弹性。于是他们分析海豚的皮肤构造，发现除了表皮外，下面有两层柔软的脂肪层，而这样的组合称为柔顺性表面，可使皮肤随着水流略微改变外形。据此，许多科学家模仿这种结构进行减阻实验，但是并非十分成功。不成功的原因究竟是在于未能适当地模仿，或是这样的柔顺性表面根本与减阻无关，至今仍有争议、尚无定论。
主动壁减阻法：这种减阻方法主要是借着物体表面的活动来改变紊性边界层中原有的结构与速度分布，但是这牵涉到如何借着微侦测器感应紊性边界层中的流场速度变化，再加以适当地让物体表面配合活动。此类技术的困难度相当高，现有的研究报告并不多，但随着微机电系统开发的日渐成熟，或许将来大有可为。
表面材质或分泌物减阻法：科学家在研究鱼类及鲸豚类的皮肤时还发现，牠们的皮肤会分泌特殊的分泌物覆盖在表皮上。因而，科学家又想到另一类改变摩擦阻力的方法，这种改变表面材质的减阻方法有下列数种：
涂装减阻法是借着在物体表面涂装不同的漆料，以不同的化学性质改变物体表面与流体的摩擦系数，而减低摩擦阻力。这种表面加工技术对人类而言是最简便的，只要找对涂装漆料就似乎大功告成。然而，如何发现适当的涂料，什么涂料适合何种运动，以及在应用上须克服的腐蚀与剥落等问题，都亟待进一步研究。
微喷减阻法是将微小物质由物体表面喷入周围的流场中。依喷入流场中物质的差异，微喷法也分为两种：同质流体与非同质物。这些方法如果运用得当，可以有效减低50％以上的阻力，但是若应用不当，反而有增加阻力的反效果。
喷入边界层中的可以是流场中相同的流体（如用于飞机的空气或船的水）。美国航天总署与空军曾以 F-16战斗机为原型，联合开发一种三角翼的实验机F-16XL，并在其机翼上装上感应及微喷—微吸系统，来研究借着改变边界层中原有的速度分布，以控制边界层的剥离，减低黏性压差阻力的可行性。
与表面构造类的技术一样，微泡注入法也是想借着改变紊性边界层中原有的结构与速度分布，来减低阻力。其原理是利用气体与边界层中液体不同的密度与速度，来改变流场结构与速度分布。目前已发现微泡须注入紊性边界层中靠近中间区的缓冲层才有明显效果，日本学者也已在实验室中成功地应用于平底船的船底上。
加入的物质也可以是微小的高分子聚合物，或是以高分子聚合物结合微泡注入法形成一种混合物注入边界层中，以模仿鱼类皮肤特殊的分泌物，借着改变流体分子间的摩擦力，使流体（一般而言是水）的黏滞性局部改变，从而改变摩擦阻力。但是这种方法需要另外准备高分子聚合材料，无法就地取材。
在此值得一提的是，高分子聚合物的加入会改变流体的黏滞性与表面张力，使其应用范围扩大，目前有许多基础研究环绕在高分子聚合物对流体各种行为的改变上。法国的科学家最近发现，在液体中加入少量特别的高分子可以改变流体的黏滞性，使水从牛顿流体（即流体的剪应变与剪应力成线性正比）变成非牛顿流体，而使一滴液体落在固体表面时减少、甚至不会四溅，这项成果或可用于与喷嘴有关的应用中。另外有一种减阻技术是在物体尾部喷出流场中的流体，利用此喷流来改变流场中的流线，从而减少黏性压差阻力。此方法已被德国人成功应用于汽车上。
虽然「仿生」一词是近年来的产物，其实这种想法早就存于我们远祖的脑中。游泳正是最好的例子：蝶式的下半身摆动是学鱼类的摆尾；近年来仰式很流行的出发及转身时的潜泳也是学鱼类的摆尾，如果练习得当，此方式既有效率又快速，所以已经被国际泳协明文规范限制以此方式散步的距离。否则，一来大家要比谁憋气较久，二来仰式可能要变「潜式」了。过去就有选手曾经在国际大赛中，出发后以此摆尾潜泳方式游了近40公尺才冒出水面换气的例子。一般而言，提升或改良某种事情不外乎开源与节流两种方法，最好能双管齐下，提高推进效率也是如此。
流场控制是减低阻力的方法之一，借着改变物体表面附近的流场来达到减低摩擦阻力的目的。生物学家观察许多鱼类及鲸豚类的皮肤后发现这些皮肤并不单纯，经过仔细的研究，想出了各种模仿鱼类或鲸豚类皮肤的方法。
表面构造减阻法：在适当的位置上挖一些微小的壕沟，这些壕沟会改变贴近物体表面的流场紊性边界层中原有的结构与速度分布，因而减少摩擦阻力。在鲨鱼表皮上发现这些微壕沟有特殊的V形结构，且以特别的方式排列，这些壕沟的形状与尺寸大小是否有不同的影响，是近年研究的重点。游泳选手的新泳装从头包到脚，称为鲨鱼装，可以减少阻力，就是这原理的应用。另外，这两年才在莲叶上发现的奈米级微小突起结构，改变了水滴的附着能力，它就是导致莲「出淤泥而不染」的原因；这种微小突起结构，也是未来应用奈米科技于交通工具减阻上热门的研究课题之一。
一九六○年代，科学家发现海豚的皮肤不只光滑而且有特殊的弹性。于是他们分析海豚的皮肤构造，发现除了表皮外，下面有两层柔软的脂肪层，而这样的组合称为柔顺性表面，可使皮肤随着水流略微改变外形。据此，许多科学家模仿这种结构进行减阻实验，但是并非十分成功。不成功的原因究竟是在于未能适当地模仿，或是这样的柔顺性表面根本与减阻无关，至今仍有争议、尚无定论。
主动壁减阻法：这种减阻方法主要是借着物体表面的活动来改变紊性边界层中原有的结构与速度分布，但是这牵涉到如何借着微侦测器感应紊性边界层中的流场速度变化，再加以适当地让物体表面配合活动。此类技术的困难度相当高，现有的研究报告并不多，但随着微机电系统开发的日渐成熟，或许将来大有可为。
表面材质或分泌物减阻法：科学家在研究鱼类及鲸豚类的皮肤时还发现，牠们的皮肤会分泌特殊的分泌物覆盖在表皮上。因而，科学家又想到另一类改变摩擦阻力的方法，这种改变表面材质的减阻方法有下列数种：
涂装减阻法是借着在物体表面涂装不同的漆料，以不同的化学性质改变物体表面与流体的摩擦系数，而减低摩擦阻力。这种表面加工技术对人类而言是最简便的，只要找对涂装漆料就似乎大功告成。然而，如何发现适当的涂料，什么涂料适合何种运动，以及在应用上须克服的腐蚀与剥落等问题，都亟待进一步研究。
微喷减阻法是将微小物质由物体表面喷入周围的流场中。依喷入流场中物质的差异，微喷法也分为两种：同质流体与非同质物。这些方法如果运用得当，可以有效减低50％以上的阻力，但是若应用不当，反而有增加阻力的反效果。
喷入边界层中的可以是流场中相同的流体（如用于飞机的空气或船的水）。美国航天总署与空军曾以 F-16战斗机为原型，联合开发一种三角翼的实验机F-16XL，并在其机翼上装上感应及微喷—微吸系统，来研究借着改变边界层中原有的速度分布，以控制边界层的剥离，减低黏性压差阻力的可行性。
与表面构造类的技术一样，微泡注入法也是想借着改变紊性边界层中原有的结构与速度分布，来减低阻力。其原理是利用气体与边界层中液体不同的密度与速度，来改变流场结构与速度分布。目前已发现微泡须注入紊性边界层中靠近中间区的缓冲层才有明显效果，日本学者也已在实验室中成功地应用于平底船的船底上。
加入的物质也可以是微小的高分子聚合物，或是以高分子聚合物结合微泡注入法形成一种混合物注入边界层中，以模仿鱼类皮肤特殊的分泌物，借着改变流体分子间的摩擦力，使流体（一般而言是水）的黏滞性局部改变，从而改变摩擦阻力。但是这种方法需要另外准备高分子聚合材料，无法就地取材。
在此值得一提的是，高分子聚合物的加入会改变流体的黏滞性与表面张力，使其应用范围扩大，目前有许多基础研究环绕在高分子聚合物对流体各种行为的改变上。法国的科学家最近发现，在液体中加入少量特别的高分子可以改变流体的黏滞性，使水从牛顿流体（即流体的剪应变与剪应力成线性正比）变成非牛顿流体，而使一滴液体落在固体表面时减少、甚至不会四溅，这项成果或可用于与喷嘴有关的应用中。另外有一种减阻技术是在物体尾部喷出流场中的流体，利用此喷流来改变流场中的流线，从而减少黏性压差阻力。此方法已被德国人成功应用于汽车上。
原来粗糙未必阻力就大:L还有流场控制一说
我觉得就像鱼一样。鱼进化出鳞片，不仅仅是为了保护身体，还可以增加对水波的适应性。
没有大侠来科普一下么
没有大侠来科普一下么
鱼进化出的鱼鳞是一片一片的，
比一整片的好处恐怕就是，
身体容易弯曲吧.
要是一整块，
有没有进化出螺旋桨...
比一整片的好处恐怕就是，
身体容易弯曲吧.
要是一整块，
有没有进化出螺旋桨...
原帖由 娱乐大众 于 2007-7-29 23:12 发表
鱼进化出的鱼鳞是一片一片的，
比一整片的好处恐怕就是，
身体容易弯曲吧.
要是一整块，
有没有进化出螺旋桨...
螺旋桨的效率没鳍的高
原帖由 啊机 于 2007-7-29 23:31 发表
螺旋桨的效率没鳍的高
我就是说鱼必须得摆动身体