Biyomimik, öğrenme pratiği ve sonra doğal formlar, süreçler ve ekosistemler, daha sürdürülebilir ve verimli insan teknolojileri oluşturmak için yeniden şekillendirmek, mühendislik tasarımının yeniden şekillendirilmesidir. Bu, aerodinamik ve hidroelektrik sistemleri alanından daha belirgin değildir - her organizma milyarlarca yıldır fiziksel olmayan yasalarla ilgilidir.Bu, çeşitli enerji mühendisliği alanlarındaki özel uygulamalarla birlikte, çeşitli kimyasal mühendislik uygulamaları ile ilgili olarak, bu tür bir dizi çözümle sonuçlandı.

Akışkanların Fiziki ve Asansör

Doğanın tasarımlarını takdir etmek için, biri temel güçleri anlamalıdır.ETHFLT:0)Drag[DFLT:2) Bu, sınır tabakasının ve düşük basınçlı bir basınç ile hareket eden vücut deneyimlerinin oluşumudur.(DFLT:2)

Drag için Aquatic Life'dan dersler

Su, havadan yaklaşık 800 kat yoğundur ve deniz ortamlarında evrimsel başarının birincil bir sürücüyü azaltmaktadır. Mühendisler en etkili sürüklenme teknolojileri için okyanuslara baktılar.

Köpekbalığı Cilt ve Turbulent Friction

Hızlı bir köpekbalığının derisi, kısa vadeli mako gibi, Manchester Üniversitesi gibi kurumlarda bu ribekslerin, dermal dezenfekte edilen derileri azalttığını gösteriyor.Bu tür enderler uzunlamasına sahip, akışlara doğru bir şekilde sığıyor, ya da dizlerceler, o da yüzeyin yakınındaki eğimli yüzeylere doğru doğrulanıyor.

Bu ilke başarıyla ticarileştirildi. Speedo LZR Racer yüzmesuit, ki bu da bir riblet benzeri tekstilin yakıt tasarrufuna sahip oldu 2008 Olimpiyatlarında yasaklanan anti-mik ve anti-fouling yüzeylerin gelişimine yol açtı (Sharklet Teknolojileri) ve deniz römorklarının ve bakterinin deniz hullsiyonunu teşvik etmesini engelleyen bir Dragopoz etkisi geliştirdi, ayrıca köpekbalığı derisine yapılan potansiyel yakıt tasarrufu da uzun vadeli bakım maliyetlerini azalttı.

Boxfish'den akış

Kutu balığı ([DÜ:0)Ostracion metreküpü) bir aerodinamik paradoksu olarak görünüyor. Kutulu, angular vücut, etkili bir hareket için kötü bir şekilde şarj edilir. Ancak, kutu balığının boyutu boyunca oldukça düşük bir sürüklenme katını oluşturur. DaimlerChrylers şekline sahip olur ve araba kataraktını azaltır.

Superhidrofbikity ve Lotus Etkisi

Bir çokfoto yaprak karasal bitkiyken, hidrodinamik sürüklenme üzerindeki etkisi önemlidir.Dömürücü yüzey, bir kepürücü madde ile kapılır ve süperhidrofbik. Water beads up, neredeyse mükemmel küreler ve rulolar halinde, kir ve kirleticileri toplamak için bu "Lotus Etkisi"yi, bir yüzey ve boru hattı için kaplamalar için gerekli olan bir yüzeyle boyayabilirsiniz.

Asansör Nesil için Biyolojik Stratejiler

Genating asansör verimli bir şekilde havacılık kutsal raylarıdır. Doğa uçları - kuşlar, yaralar ve böcekler - yerine gelen aerodinamik bir ustalık - mevcut insan teknolojisini aşıyor.

Kanatlar ve Tüyler: Kanattip Vortices

Bir kanat asansör, yüksek basınçlı hava, alt yüzeyden gelen hava, üst üste düşük basınçlı bölgeye, yavaş uçuş sırasında bir spiral vortex oluşturmak.BuurFLT:0)indüklenen sürükle[Döntmeler[Dönderler, küçük bir kanatlar, küçük bir ayak izi birkaça kadar büyük bir cezadır, daha küçük bir miktarlar sağlar, daha küçük bir sinekler için bu tür bir yüzeyleri geri döndürür ve sürüklenmeler için doğrudan doğru sürüklenir.

Lider-Edge Tubercles: The Humpback Bali Avantajı

Belki de aerodinamik ilhamın en şaşırtıcı kaynaklarından biri, bu patlamanın yüksek derecede düşük bir düzlemde olduğu tespit edilenden daha iyi bir şekilde, geri dönüşler için kullanılan enerji akışının akışını güçlendiriyor.Bu patlamalar, batı Chester Üniversitesi'nin akışına bağlı olarak daha yüksek bir patlamanın daha iyi bir şekilde gelişmiş olduğunu keşfetti.

Owl'un Sessiz Uçuşu: Akış Gürültüyü Yönetin

Owls, ambush prey için aşağı yukarı uçuşa bağlı olarak, owl kanatlarını okuyan üç anahtar adaptasyonu ilk olarak, önde gelen kenardaki tüyoların sert bir şekilde sökülmesini sağlar.

Biomimicry'yı Gerçek Dünya Mühendislik Sistemlerine Bütünleştirmek

Fonksiyonel bir mühendislik ürünü içine biyolojik bir gözlemin çevirisi, gelişmiş dijital araçlar tarafından sık sık sık sık sık kolaylaştırılmış bir tasarım ve test gerektirir.

Otomotiv Aerodinamik: Kavramdan Üretime

Kutu balığının ötesinde, otomotiv tasarımcıları, uçak ve biyolojik formlar tarafından ilham verilen bir "Optimized Parasitic Drag Rez System" kullanıyor, okul otobüslerinin şekli yeniden değerlendiriliyor, geleneksel kutudan yakıt ekonomisini geliştirmek için daha fazla biyo-organik formlar geçiyor.

Aeronautics: Morphing Wings ve Adaptive Structures

Mevcut uçak kanatları bir uzlaşmadır. Belirli bir seyir durumu için tasarlanmıştır, genellikle çekim sırasında verimlilikten ödün verir, iniş ve manevra. Doğa uçları, aksine, belirli an için kanat şeklini sürekli olarak yükselterek, FlexSys projesi, NASA ve Air Force Research Laboratory arasında bir işbirliği, Adaptive Compliant Trailing Edge (ACTE) olarak bilinen bir kanat çırpıcısı geliştirir.Bu sorunsuz, biçimsel makyajlar için yumuşak değiştirmeler, gürültülü ve sürüklenme boşlukları ortadan kaldırır.

Yenilenebilir Enerji: Balina-Inspired Wind Türbins

Rüzgar enerjisi endüstrisi, özellikle de saldırının akışının artmasıyla ilgili zorluklarla karşı karşıyadır.Dört rüzgar hızlarında biyomimetik ölçeklendirmeye yol açan bir kenar ekledikten sonra, türbinlerin daha düşük rüzgarlarda kendiliğinden başlatabileceğini, daha düşük enerjiler üretebileceğini ve daha düşük enerji tasarrufu sağladığını göstermiştir.

Biomimetic Design'daki Gelişmiş Araçların Rolü

Biyolojik formların karmaşıklığı -mikroskopik ribeks, bileşik eğrilik ve esnek yapılar - analiz, simülasyon ve replikasyon için sofistike dijital araçlar.C ⁇ Akışkanlar Dinamikleri (CFD) yazılımları bu karmaşık yüzeyler üzerinde modellemek için kullanır. Biyolojik tasarımlarda modellemek her varyasyon için fiziksel prototipler oluşturmaktan çok daha verimlidir.

Mühendislik takımları biyomimetik araştırmalarını ölçeklendirmek olarak, merkezi bir dijital kütüphane olarak hizmet edebilecek bir platform temeldir.Bu tür teknik akış için belirli bir köpekbalığına tarama yapmak, 3D baskının üretim kısıtlamalarına izin vermek, ve son performans verileri - Direktus gibi bir geliştirici odaklı sistem olağanüstü derecede iyi bir şekilde teknik iş akışı için uygun bir şekilde tasarlanmıştır.

Doğaya Inspired Engineering

Shinkansen Bullet Tren

Belki de biyomimetic tasarımının en ünlü örneği Japonya'nın 500 Serisi Shinkansen'dir. Trenin orijinal blunt burnu, atmosferin en yoğun havasına çıktığı zaman, tünelleri ihlal eden gürültüyü üretmiştir.

Rüzgar Türbini Blade Optimizasyonu

Balina Gücü Şirketi, soğutma hayranları ve küçük rüzgar türbinleri için ticarileştirilmiş tüp teknolojisine sahiptir. "WhalePower bıçağı" olarak bilinen bıçak tasarımları, yıllık enerji üretimi (AEP) ve kontrollü yüzey varyasyonlarının performansını artırdığını daha verimli bir şekilde çalıştırmaktadır.

Micro Air Tools ve Insect Flight

Mikro Hava Araçlarının (MAV) yeniden kontranaissancesi ve izleme için gelişimi, Harvard ve AeroVironment gibi kurumlarda sürekli olarak mümkün olan birerodinamik akışla ilgili mühendislere güç veren küçük böcek hareketlerinin "klap ve fling" hareketi gibi gelişmiştir.

Bio-Inspired Design

Biyomimetik mühendisliğinin geleceği, yeni malzemelerin ve üretim yöntemlerinin geliştirilmesine yakından bağlıdır. Katkı üretimi (3D baskı) kritiktir, çünkü karmaşıkın üretimine izin verir, çok sayıda biyolojik form ve makine öğreniminin milyonlarca tasarımını kullanarak, mühendislik kullanımı için soyutlanabilir tasarım ilkeleri belirlemesine olanak sağlar.

Geometrik ekonomi başka bir sınırdır. Doğa, bir atık veya "yaşam" kirliliği üretmiyor. Biyolojik malzemeler sisteme geri dönüyor.

Sonuç: Doğa ile ilgili bir Mentor Olarak Mühendislik

Biyomimik mühendislik için güçlü bir yol sunuyor. Teknolojimizin verimliliğini, performansını ve sürdürülebilirliğini temel olarak geliştiriyor - ticari uçaklarını öğrenmek için, bir kral balığın nasıl atıldığını veya daha az enerji kullandığını ve daha sorunsuz bir şekilde çevrelerini entegre etmek için, daha iyi bir şekilde entegre edilmesi gerekir.