我院機電工程系的青年教師文力，普林斯頓大學機械與航空系Chuck Witt博士與哈佛大學生物力學系George Lauder教授在最新一期(April 27)的國際著名期刊Integrative and Comparative Biology (Q1區(qū)，IF=2.969)上共同發(fā)表了題為Hydrodynamics of C-Start Escape Responses of Fish as Studied with Simple Physical Models的論文。
利用數(shù)字離子圖像觀測，三位研究人員發(fā)現(xiàn)藍腮太陽魚等多種魚類在快速啟動時整個身體可以在極短的時間(60ms)內(nèi)形成一個C型，并產(chǎn)生三個主要的渦環(huán)結構，從而逃逸并躲避捕食者。為進一步闡述其流動物理機制，研究人員利用一塊柔性薄膜作為魚體的簡化模型，通過在薄膜重心處施加平移和偏轉激振運動，從而塑料板在水中可以模擬魚體快速啟動時身體的運動。實驗發(fā)現(xiàn)，在最優(yōu)的薄膜的彈性模量以及激振參數(shù)下，薄膜的運動軌跡與活魚做快速啟動時幾乎吻合，并且形成與活體生物幾乎相同的渦環(huán)結構，這項研究揭示了材料的柔性對魚類流體力學所產(chǎn)生的重要影響，該研究同時也將為未來高效、低噪聲的仿生軟體水下航行器提供新的思路。
圖：藍腮太陽魚快速啟動時產(chǎn)生的三個渦環(huán)結構 (圖片來源：Integrative and Comparative Biology)
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http://icb.oxfordjournals.org/content/early/2015/04/27/icb.icv016.full?keytype=ref&ijkey=hE3Ypz8Br0FHtAX
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