Учени от Университета на Осака, Япония, са установили, че тайната на бързината на делфините се крие в техните опашки, които създават водни вихри, осигурявайки им мощна движеща сила, пише Физ.орг.

Изследването, публикувано в сп. Physical Review Fluids, показва, че по време на движение опашките на тези животни завихрят водните потоци, което им позволява да развиват висока скорост и маневреност.

Делфините, способни да плуват със скорост до 37-55 километра в час, отдавна са смятани за едни от най-бързите и подвижни морски бозайници. Точните причини за тяхната ефективност във водата обаче десетилетия наред оставаха предмет на множество дискусии и спорове сред учените.

Търсейки обяснение, авторите на настоящото изследване са използвали прецизно компютърно моделиране и са направили изчисления със суперкомпютър, пресъздавайки движението на водата около тялото на делфина.

Моделирането е позволило да се "разбие" флуидният поток на съставни части и да се оцени приносът към турбулентността на различните елементи. Оказало се, че ключова роля в движението играят мощните вихрови структури, образувани от опашката на делфина.

Учените са установили, че при всеки неин удар се образуват големи вихрови пръстени, които ефективно изтласкват водата назад и създават основната тяга, движеща животното напред. Именно тези мащабни вихри осигуряват високата скорост и ефективност на плуването.

Едновременно с това възникват и по-малки вихри - така наречената енергийна каскада, при която енергията се предава от по-големи към по-малки структури. Въпреки това, както показа изследването, тези малки вихри практически не участват в създаването на тяга и са страничен продукт на турбулентния поток.

Изследователите отбелязват, че идентифицираният механизъм остава стабилен при различни скорости на движение, което говори за неговата универсалност. 

Учените смятат, че получените данни могат да бъдат използвани при разработването на подводни апарати от ново поколение. По-конкретно, разбирането на ролята на вихровите структури може да помогне за създаването на по-бързи и енергийно ефективни роботи, способни да имитират движенията на морските животни и да взаимодействат оптимално с водната среда.

Коментирай »