3月27日，記者從西北工業(yè)大學獲悉，該?？仗煳⒓{系統(tǒng)創(chuàng)新團隊在飛行器減阻方面取得突破性進展。該團隊通過模仿我國庫姆塔格沙漠特有的舌狀分形沙壟結(jié)構(gòu)，設(shè)計出仿沙壟舌形多層分形減阻微納結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)減阻率較之前國際報道的最高水平提高了52%。

團隊負責人苑偉政教授（右二）指導團隊開展科研

減阻是航空航天領(lǐng)域長期關(guān)注的焦點，不僅影響著飛行器氣動外形設(shè)計與布局優(yōu)化，在能源價格飆升的當下，更對飛行器節(jié)能減排、降低運行成本有著重要的應(yīng)用價值。

近年來，區(qū)別于通過改變飛機氣動布局實現(xiàn)減阻的傳統(tǒng)手段，國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜裔槍Ω淖冿w機表面微觀結(jié)構(gòu)實現(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“貼膜”，可有效降低飛行摩擦阻力。但仿生“鯊魚皮”結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中還存在一些問題，如風向發(fā)生變化時很難繼續(xù)保持原有的氣動減阻性能。為此苑偉政教授與何洋教授團隊在國家自然科學基金重點項目支持下，經(jīng)過長期比對分析，最終在庫姆塔格沙漠找到了解決方案。

“沙粒在風的搬運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)都會沿著最小阻力路徑運動。這說明風在通過這些地貌結(jié)構(gòu)形成的路徑時能量損失最小，也就意味著這種沙壟結(jié)構(gòu)表面對風的阻力最小?！焙窝蠼淌诮忉尩?。

仿沙壟舌形分形結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

“庫姆塔格沙漠8級以上大風天數(shù)占全年近三分之一，且來風方向并不固定，因此其沙壟表面形成了世界獨有的‘舌形分形結(jié)構(gòu)’，這或許就是大自然給出的降低風阻的‘最優(yōu)解’。”團隊負責人苑偉政教授說。

研究團隊經(jīng)建模及模擬驗證設(shè)計出了仿沙壟分形微納結(jié)構(gòu)，并設(shè)計搭建了國際首座高分辨力微納減阻測量風洞，經(jīng)多輪試驗與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終發(fā)現(xiàn)了“最優(yōu)解”。

下一步，團隊將通過科技成果轉(zhuǎn)化，讓科研成果在大飛機、高鐵、風力發(fā)電等多個領(lǐng)域投入使用，為節(jié)能減排提供新的解決方案。

來源：群眾新聞

責任編輯：黃蕊