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浙江工业大学:渣浆泵上用到了鲨鱼减阻本领

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时间: 2019-09-12 18:41:10
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焦点提醒:《我与科学基金》看到一条鱼,凡是人们会想到餐桌上各类方式调制出来的鱼类美食,然而对于仿生使用范畴来说,浙江工业大学有这么一支团队,他们想到的是若何将“深海霸主”鲨鱼表皮上的沟槽和鳃裂射流机构使用到流体机械的减阻上,在流体机械上能够地呈现减阻手艺,从而实现节能降耗。记者来到浙江工业大学,该校工业泵研究所博士谷云庆率领的研发团队在浙江省天然科学基金的帮助下,安身于减阻手艺需

  《我与科学基金》

  看到一条鱼,凡是人们会想到餐桌上各类方式调制出来的鱼类美食,然而对于仿生使用范畴来说,浙江工业大学有这么一支团队,他们想到的是若何将“深海霸主”鲨鱼表皮上的沟槽和鳃裂射流机构使用到流体机械的减阻上,在流体机械上能够完满地呈现减阻手艺,从而实现节能降耗。

  记者来到浙江工业大学,该校工业泵研究所博士谷云庆率领的研发团队在浙江省天然科学基金的帮助下,安身于减阻手艺需求,青年基金项目 “仿生非滑腻射流概况耦合减阻特征及对鸿沟层节制研究”从2015年起始到2017年12月取得了阶段性功效,并通过告终题验收。

  研发团队通过理论和尝试研究的成果对比阐发发觉,仿生非滑腻射流概况减阻结果较着,能够实现自动节制,对节约能源、提高能源操纵率具有主要感化,在船舶、航空等诸多范畴具有普遍使用前景;本研究以鲨鱼为仿生原型,基于其鳃裂射流原型布局,成立多要素耦合下的仿生非滑腻射流概况计较模子,采用计较流体力学方式,对于仿生非滑腻射流概况减阻特征进行研究,旨在丰硕和成长仿生非滑腻射流概况减阻手艺,拓宽仿生减阻研究范畴,并为完美减阻机理供给理论支持,将有助于提高国内减阻手艺的成长,进一步延长至流体机械上的使用设想和立异能力。

  据领会,减阻手艺具有很高的军事价值和经济价值,不断是研究的热点问题之一,常规船舶概况摩擦阻力约占总阻力的 50%,水下航行器概况摩擦阻力以至占总阻力的 70%。理论推算表白,在能源和动力恒按时,若航行器阻力减小 10%,则航程和巡航速度添加约3.57%;即便只能获得较小的减阻结果,每年也能够节约大量能源,对于缓解能源危机极为主要。生物通过天然选择,获得适合本身保存的特殊布局及功能,实现对外界情况的调控。仿生学通过仿照生物的特殊本事,并操纵生物的布局和功能道理来研究新手艺的一门新兴边缘学科。

  而谷云庆博士的这个项目就是将减阻手艺与仿生学融合在一路。目前绿色节能环保上升至国度计谋高度,环保财产支柱地位彰显,谷云庆告诉记者,这个项目标研究意义就在于若何削减阻力来达到节能降耗的目标。“以前大师会认为物体概况越滑腻,那么阻力就越小,而仿生学研究的意义在于纷歧定要求物体概况是滑腻的,而在某个确定范畴内,也能达到减阻结果。我们这项研究基于鲨鱼这一海洋生物体,它表皮的微型沟槽布局和呼吸的鳃裂射流功能,来研究减阻手艺。”

  谷云庆博士还引见到,使用类比、模仿及模子方式是这项研究的主要特点,其目标不在于间接复制各个细节,而是要明白生物系统的工作道理,以实现特定功能。如,鲨鱼游动过程中,为了维持体内不变的水流,需要通过嘴不竭的摄入海水,以便有足够的氧气供本身呼吸,当体内海水经鲨鱼接收完氧分后,最终排出的水流在鳃裂处构成射流,陪伴呼吸的进行,射流过程不竭持续,而且射流改变了鳃裂附近的流场分布。鲨鱼鳃裂射流的这种特殊功能能够优化鲨鱼体表流体鸿沟层的布局,将鲨鱼鳃裂射流功能引入减阻问题的研究中,是一种新的减阻手艺的自动节制方式。

  据悉,目前该项项目曾经有产学研合作方向,与石家庄终身产渣浆泵企业初步告竣合作意向。本来的渣浆泵的泵体磨损严峻,而通过用这项仿生减阻手艺在泵体内部设想了沟槽,如许渣浆泵一般运作能亚博够削减磨损,利用寿命能够从本来的七天耽误加至十多天,大大提高了工作效率。下一步谷云庆博士将和他的团队进一步将泵体布局再优化,让器械针对分歧的煤矿或者浆液,以及针对特定的速度下设想适合的非滑腻布局,从而提高企业的经济效益。

 
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