广岛大学的科学家对蜻蜓翅膀进行了研究,以便更好地了解波纹翅膀结构与涡运动之间的关系。他们发现波纹翼比扁平翼表现出更大的升力。
他们的研究成果于 2023 年 12 月 7 日发表在《物理评论流体》杂志上。
研究人员着手确定蜻蜓翅膀的波纹是否是增加升力的秘密成分。虽然过去的研究主要集中在向前运动期间机翼周围的稳定流动,但其波纹结构产生的涡流对升力的影响仍然是一个谜。
蜻蜓、蝉和蜜蜂等昆虫的翅膀表面并不像客机的翅膀那样平坦。昆虫翅膀由神经和膜组成,其横截面形状由顶点(神经)和线段(膜)组成。形状的几何形状表现为V形或其他形状的对象的连接。
早期的研究表明,带有脊和凹槽的波纹机翼在低雷诺数下比光滑机翼具有更好的空气动力性能。在空气动力学中,雷诺数是一个有助于预测流体流动模式的量。
早期对波纹翼的空气动力学研究有助于小型飞行机器人、无人机和风车的应用。由于昆虫的肌肉力量较低,因此它们的波纹翅膀在某种程度上必然赋予它们空气动力学优势。然而,由于机翼结构和流动特性复杂,科学家们尚未完全了解其工作机制。