本報(bào)訊 （記者 呂揚(yáng)）3月27日，記者從西北工業(yè)大學(xué)獲悉，該校空天微納系統(tǒng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在飛行器減阻方面取得突破性進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)通過模仿我國(guó)庫姆塔格沙漠特有的舌狀分形沙壟結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出仿沙壟舌形多層分形減阻微納結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)減阻率較之前國(guó)際報(bào)道的最高水平提高了52%。

　　減阻是航空航天領(lǐng)域長(zhǎng)期關(guān)注的焦點(diǎn)，不僅影響著飛行器氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)與布局優(yōu)化，在能源價(jià)格飆升的當(dāng)下，更對(duì)飛行器節(jié)能減排、降低運(yùn)行成本有著重要的應(yīng)用價(jià)值。

　　近年來，區(qū)別于通過改變飛機(jī)氣動(dòng)布局實(shí)現(xiàn)減阻的傳統(tǒng)手段，國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜裔槍?duì)改變飛機(jī)表面微觀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)減阻開展了深入研究，例如通過仿生“鯊魚皮”研制出一款飛機(jī)“貼膜”，可有效降低飛行摩擦阻力。但仿生“鯊魚皮”結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題，如風(fēng)向發(fā)生變化時(shí)很難繼續(xù)保持原有的氣動(dòng)減阻性能。為此苑偉政教授與何洋教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目支持下，經(jīng)過長(zhǎng)期比對(duì)分析，最終在庫姆塔格沙漠找到了解決方案。

　　“沙粒在風(fēng)的搬運(yùn)堆積下自然形成沙壟，并在沙壟表面形成了具有一定起伏規(guī)律的地貌結(jié)構(gòu)。自然界遵循最小阻力原則，即所有的物質(zhì)都會(huì)沿著最小阻力路徑運(yùn)動(dòng)。這說明風(fēng)在通過這些地貌結(jié)構(gòu)形成的路徑時(shí)能量損失最小，也就意味著這種沙壟結(jié)構(gòu)表面對(duì)風(fēng)的阻力最小。”何洋教授解釋道。

　　“庫姆塔格沙漠8級(jí)以上大風(fēng)天數(shù)占全年近三分之一，且來風(fēng)方向并不固定，因此其沙壟表面形成了世界獨(dú)有的‘舌形分形結(jié)構(gòu)’，這或許就是大自然給出的降低風(fēng)阻的‘最優(yōu)解’。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人苑偉政教授說。

　　研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)建模及模擬驗(yàn)證設(shè)計(jì)出了仿沙壟分形微納結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)搭建了國(guó)際首座高分辨力微納減阻測(cè)量風(fēng)洞，經(jīng)多輪試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終發(fā)現(xiàn)了“最優(yōu)解”。

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