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柔软物质和液体

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'水斗袋'使用电磁波来消除湍流

19 Dec 2017

由于两位研究人员在美国的两个研究人员所做的“水斗斗争”的计算机模拟,助款船只可能很快就会成为现实。 yaroslav urzhumovDean Culver 作者:王莹,省大学表明,海水中存在的离子可以通过电磁波加速,使得海上船舶产生的任何湍流都被取消。他们的作品为创造具有更大推进效率的船舶提供了新的机会 - 也可以用于制造更难以检测的船只。

Photograph of a rough prototype of the proposed water cloaking device

“这种隐交的想法开辟了一个新的维度,以在水下船只或物体周围创造力量,这绝对需要实现完全唤醒取消,”乌尔齐摩夫说。

引导波浪

水斗篷的初步思想是基于开发专门设计的超材料来涂抹船体。超材料在光学和声学中更常见,并且包括可以以常规材料以不可能的方式弯曲光或声波的结构。 2011年,Urzhumov及其同事希望开发一种多孔材料,穿插着一个复杂的微型泵网络,充当一个 用于引导水波的超材料。希望该系统可以抵消由移动容器引起的任何湍流。

Urzhmov意识到这种方法存在问题,从水中的剪切力引起。当水被物体扰乱时,分子间力倾向于沿着沿着拖曳拖曳的水,并且这些剪切力无法通过它们的超材料进行现实地消除。该团队还没有清楚它如何创建泵。他们提出了几种设计,但无法想到在整个多孔结构中实现它们的方法。

推开离子

现在,Urzhumov和Culver已经设计了一种引导水波的新方法,这次利用磁水动力学力。这涉及当受到电磁场时的带电粒子在导电流体中的运动。该场在流体中引起电流,偏振带电粒子。反过来,偏振粒子改变磁场,磁场为整体产生液体上的力。

海水含有大量的离子,包括钠,钾和镁,因此可以进行磁性流动力。在Urzhumov和Culver的新方法中,电磁场将用于在正常湍流条件下沿着它的方向加速水 - 基本上“把它推开”一个移动的船。随着血管通过加速流体,抵消了由于湍流和剪切力引起的任何运动。船周围的水似乎保持完全仍然相对于周围环境,从而消除了唤醒并用作运作的水斗篷。

用仿真测试

Urzhumov和Culver使用计算机模拟,以展示斗篷如何实际实施。通过仔细选择电磁场的方向和强度,模拟表明,在整个船舶的旅程中可以消除湍流。该领域所需的唯一变化是考虑动力如何随船舶的速度而增加。他们说,可以设计简单的系统来提高电磁场的功率。

“如果您不必调整力分配,则Urzhumov说,您不需要任何电子交换机或动态控制手段。 “您可以使用特定配置设置结构,并且只需将电流速度旋转即可旋转。”

在水斗篷成为现实之前,仍有某种方式去,但他们的应用现在看起来越来越逼真。该技术将导致海洋船舶推进效率的显着增加。可以通过战舰利用消除的湍流,以避免从唤醒相关的噪声检测,并且也可以用于减少对海洋生态系统的损害。海洋之外也有可能性。 Urzhumov认为该技术可以在将来适用于航天器中的离子推进系统,并且为了实现热核融合反应的效率的大大增加。 “我相信这些想法将在其中几个领域蓬勃发展,”乌尔拔诺夫结束。 “这是一个非常激动人心的时刻。”

Duo建造了一个“rough prototype”斗篷并在一小块海水中测试它(见图)。研究描述了 物理评论E..

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