Fisk, tang inspirerer til glatte overflader til skibe

Langdistancegodsskibe mister en betydelig mængde energi på grund af væskefriktion. At se på de mekanismer til reduktion af træk, der anvendes af vandlevende organismer, kan give inspiration til, hvordan man kan forbedre effektiviteten.

Fisk og tang udskiller et lag slim for at skabe en glat overflade, reducere deres friktion, når de rejser gennem vand. En mulig måde at efterligne dette på er ved at skabe overflader med smøremiddel, der er dækket med hulrum. Da hulrummene kontinuerligt fyldes med smøremiddel, et lag dannes over overfladen.

Selvom denne metode tidligere har vist sig at fungere, reducerer træk med op til 18%, den underliggende fysik er ikke fuldt ud forstået. I journalen Væskers fysik , forskere fra Korea Advanced Institute of Science and Technology og Pohang University of Science and Technology gennemførte simuleringer af denne proces for at hjælpe med at forklare virkningerne.

Gruppen kiggede på gennemsnitshastigheden for et fragtskib med realistiske materialegenskaber og simulerede, hvordan det opfører sig under forskellige smøreopstillinger. Specifikt, de overvåger virkningerne af det åbne område i de smøremiddelfyldte hulrum, samt tykkelsen af ​​hulrumslågene.

De fandt ud af, at for større åbne områder, smøremidlet spredes mere, end det gør med mindre åbne områder, fører til en glattere overflade. På den anden side, lågetykkelsen har ikke meget indflydelse på slip, selvom et tykkere låg skaber et tykkere lag af smøremiddel.

"Vores undersøgelse af hydrodynamikken i et smøremiddellag og hvordan det resulterer i trækreduktion med en glat overflade i en grundkonfiguration har givet betydelig indsigt i fordelene ved en smøremiddelinfunderet overflade, "sagde Hyung Jin Sung, en forfatter på papiret.

Nu hvor de har arbejdet med at optimere smøremiddelsekretionsdesignet, forfatterne håber, at det kan implementeres i virkelige marine køretøjer.

"Hvis de nuværende designparametre vedtages, trækreduktionshastigheden vil stige betydeligt, "Sagde Sung.