受到保护海洋动物和促进海洋环境中可持续解决方案的启发，来自沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学和保加利亚索非亚大学的跨学科研究小组正在深入研究海洋动物的流体动力学。空气-水界面处的浮力物体。
通过研究这些动力学，他们的目标是扩大对流体流体动力学和复杂表面相互作用的理解，并推进海洋工程系统、浮标系统和水下航行器的设计和性能等领域的发展。
在AIP 出版社的《流体物理学》中，该团队提出了一项关于空气-水界面处浮力球体(想想跳石头)动力学的研究。他们的工作揭示了形成水平气腔以及漂浮和跳跃之间过渡的复杂流体动力学。
浮力背景下的流体学和物理学研究涉及几个关键原理：浮力、流体动力学、流体阻力和雷诺数。
浮力是指施加在浸没在流体中的物体上的向上的力，而流体动力学则侧重于流体的运动及其与固体物体的相互作用。
当物体在流体中移动时由于其表面与流体之间的摩擦而受到阻力，就会产生流体阻力或阻力。这种阻力取决于物体的形状、尺寸、速度和流体特性等因素。
为了进一步分析流体行为，科学家使用无量纲参数(雷诺数)来确定物体周围的流动类型。
该团队的主要发现之一是，随着球体的拉力和速度增加，它们的行为变得更加不规则。“这些球体表现出振荡运动，潜入水中，上升并刺穿水面，并在水平方向上附着水下空气腔，”合著者、阿卜杜拉国王科技大学的法鲁克·卡莫利迪诺夫说。
他们还发现，较大的拉角会导致不同的气腔长度、更大的跳跃距离和更早的出水行为，这意味着拉角在塑造浮球的流体动力学方面发挥着重要作用。
并且空腔在一定距离内保持匀速稳定的水平运动。气腔的形成表现出独特的特征，包括倒置的机翼形状和后面的湍流尾流。这种稳定且受控的腔体水平运动提供了对复杂流体动力学的深入了解，并为进一步探索和应用打开了大门。
“了解浮球动力学和空腔形成可以激发海洋工程以外领域的新设计和创新，”卡莫利迪诺夫说。“它有可能带来新的推进系统、减阻策略、流体推进系统和利用浮球特性的流体装置。”
标签：
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！