河北
大阪大学的研究人员用超级计算机模拟，搞清楚了海豚为什么能游得这么快、这么灵活。 研究团队通过分析海豚尾巴产生的复杂湍流模式，找到了具体的推进机制。
有趣的是，超级计算机模拟html
几十年来，“格雷悖论”提出，海豚肌肉在数学上无法克服水的阻力，于是人们错误地认为，它们的皮肤具有独特的抗阻特性。这项研究最终解决了这个悖论，证明了秘密其实藏在流体动力学里，而不只是生物学本身。
海豚通过尾巴强有力的上下摆动推动自身前进，将水推向后方，在身后带起一股混乱湍急的尾流。这种运动形成了一连串大小不一的涡旋——大而有力的漩涡和碎乱的水流混在一起。
这些水流相互叠加、错综复杂，科学家们几乎搞不清楚，到底是水流里的哪一部分，让海豚拥有了如此惊人的速度。速度。
事实证明，它就隐藏在海豚强大动作所产生的复杂、翻腾的湍流之中。通过大规模数值模拟，大阪大学的研究团队发现，海豚的踢腿动作会产生强大的大规模涡环。研究揭示，只有这些涡旋中最大的那个才能提供实际速度所需的推力。
“数值模拟显示，海豚摆动的尾巴会产生强大的大规模涡环，将水向后推并产生推力。随后，这些大涡旋在称为能量级联的过程中产生较小的涡旋。尽管这些较小的涡旋数量众多，但它们对海豚的前进运动贡献甚微，”研究人员指出。
超级计算机的力量
通过使用高功率模拟，研究人员在观察流体运动方面达到了在物理实验中几乎无法复制的精细程度。这种数字方法的灵活性使得轻松测试各种场景成为可能，并证实了海豚的推进机制在不同游泳速度下保持着显著的一致性。
值得一提的是，这项计算研究让复杂的物理现象变得清晰可控，这是真实试验根本无法实现的。
这些关于海豚推进方式的发现，给海洋工程的未来发展带来了希望，特别是在研发更快、更省电的水下机器人和更先进的湍流控制系统上。
具体来说，研究人员现在可以找出那些产生推力的具体机制，把这些生物“捷径”用到人造设备上。
尽管这些实际应用尚未成为现实，但这项研究显示出物理学如何通过探索自然来解决长期未解的谜团。
这项研究成果发表在《物理评论流体》期刊上。
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