我國(guó)減阻研究突破性進(jìn)展較之前國(guó)際報(bào)道的最高水平提高了52%

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2023-03-29 17:23:05 極目新聞

3月27日，記者從西北工業(yè)大學(xué)獲悉,，該?？仗煳⒓{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(guò)模仿我國(guó)庫(kù)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%。

△仿沙壟舌形分形結(jié)構(gòu)貼膜與結(jié)構(gòu)顯示圖

為何選擇沙漠作為仿生對(duì)象,？

研究團(tuán)隊(duì)何洋教授介紹,，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),。而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(shuō)明風(fēng)在通過(guò)這些地貌結(jié)構(gòu)形成的路徑中時(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,。5年來(lái)，團(tuán)隊(duì)多次前往新疆,、甘肅,、內(nèi)蒙古的沙漠地形開(kāi)展實(shí)地考察，分析沙丘形態(tài),、沙壟結(jié)構(gòu),、沙粒特征等，掌握了大量第一手?jǐn)?shù)據(jù),，最終選定庫(kù)姆塔格沙漠作為研究對(duì)象,。

△庫(kù)姆塔格沙漠沙壟形狀特征

庫(kù)姆塔格沙漠橫臥于阿爾金山與羅布泊之間，受獨(dú)特地形影響,，8級(jí)以上大風(fēng)天數(shù)占全年近三分之一,，且來(lái)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)”,。這種特殊的風(fēng)向條件和不同尋常的結(jié)構(gòu)賦予了團(tuán)隊(duì)研究靈感,。

知道仿生對(duì)象≠能做出仿生對(duì)象

研究團(tuán)隊(duì)基于無(wú)量綱粘性長(zhǎng)度的縮放，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),。針對(duì)現(xiàn)有的微納結(jié)構(gòu)加工方式靈活度低,、難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)型加工的問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)在前期掌握了MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）芯片制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,，創(chuàng)造性地提出基于多重掩模的三重光刻方法,，有效提升加工精度與效率，實(shí)現(xiàn)了多層高深異構(gòu)復(fù)合微結(jié)構(gòu)的精確制造。

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