大面积鲨鱼皮复制制备仿生减阻表面研究

第19卷第21期 系统 仿 真 学 报© V ol. 19 No. 212007年11月Journal of System Simulation Nov., 2007鲨鱼沟槽表皮减阻机理的仿真研究胡海豹，宋保维，潘 光，毛昭勇，杜晓旭(西北工业大学航海学院, 西安 710072)摘 要：通过对鲨鱼沟槽表面特殊流场的数值仿真研究,探讨了沟槽表面存在减阻效果的内在机理。

针对沟槽表面流场的特点，在数值计算过程中对其计算域、计算网格及其流动参数进行了合理化的处理，并尝试将力学相似原理运用于沟槽表面流场的数值仿真。

仿真结果表明，沟槽表面与顺流的“反向旋转涡对”相互作用，产生“二次涡”，削弱了“反向旋转涡对”的强度，进而抑制了低速条带的形成和发展，从而降低湍流猝发强度，实现湍流减阻。

关键词：沟槽表面；数值仿真；减阻；“二次涡”；“反向旋转涡对”中图分类号：O335.3 文献标识码：A 文章编号：1004-731X (2007) 21-4901-03Simulation Studies on Drag Reduction Mechanism of Shark Riblets SurfaceHU Hai-bao, SONG Bao-wei, P AN Guang, MAO Zhao-yong, DU Xiao-xu(College of Marine, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China)Abstract: Through the numerical simulation investigation, the turbulent drag redaction mechanism above shark riblets surface was explored. In allusion to the characteristic of riblets surface, the computation region, grids and flow parameters were dealt with reasonably, and mechanic similarity principle was brought forwards into fluid field numerical simulation . The results of simulation show that a series of “second-vortex” are produced when streamwise “reverse-vortices” are effected by riblets. They weaken intensities of “reverse-vortices”, and restrain the productions and developments of low-flow strips, so turbulent drag reduction is obtained.Key words : riblets; numerical simulation; drag reduction; “second-vortex”; “reverse-vortices”引 言目前的各种湍流减阻方法中，沟槽表面减阻技术以其减阻效果显著和易于推广使用的特点，被公认最具使用潜力。

鲨鱼皮肤结构及其仿生材料的应用研究鲨鱼皮肤是自然界中最引人注目的结构之一。

它的结构非常独特，具有良好的防护和减阻特性。

在过去的几十年里，研究人员一直在研究鲨鱼皮肤的结构，以期能够制造出类似的仿生材料。

这种材料有望被应用于飞行器、船舶、水下机器人、医疗设备等领域，提高其飞行和游动效率，以及防护能力。

鲨鱼皮肤的结构鲨鱼皮肤的表面被许多类似于牙齿的小结构覆盖，这些牙齿状的结构称为鳞片。

与其他鱼类的鳞片不同，鲨鱼鳞片的顶部是锥形的，向后倾斜。

当水流经过鳞片时，流线被分隔成多个小流线，从而减小了阻力，并使水流更加平滑地穿过鲨鱼身体。

而且，鲨鱼皮肤表面的小凸起还能增加摩擦力，使鲨鱼在游泳时更易于操控方向和速度。

除了鳞片外，鲨鱼皮肤中还有一种称为粒细胞的结构。

在皮肤里面，粒细胞和鲨鱼神经系统相连，能够探测外部的温度、压力和电场等物理量。

这些感觉器官能够帮助鲨鱼快速找到猎物，同时也能提醒鲨鱼身体周围的危险情况。

仿生材料的应用随着对鲨鱼皮肤结构研究的深入，科学家们逐渐认识到了其在仿生材料制造方面的潜力。

仿生材料是通过模仿生物的结构、物理或化学特性制造出来的一种材料。

仿生材料具有很多优点，如轻量、刚性、柔韧、防护和减阻等性能。

因此，它们在工业、医疗和航空航天等领域有广泛的应用。

目前，仿生材料的应用主要集中在飞行器和船舶领域。

由于鲨鱼皮肤的减阻和防护效果，仿生材料可以应用于翼型表面和船体表面，提高其飞行和游泳效率。

此外，仿生材料还可以被广泛应用于水下机器人、医疗设备等领域。

在水下机器人领域，仿生材料可以使机器人更好地适应水下环境，并提高其操作性和控制性。

在医疗设备领域，仿生材料可以用于制造血管支架、人工关节等医用材料，以及用于修复神经元和人体组织等方面。

总结鲨鱼皮肤结构以其独特的物理特性一直以来都受到科学家的关注。

它将我们的关注从传统的材料转移到了仿生材料，具有更好的应用前景。

通过研究鲨鱼皮肤的结构，人们可以制造出类似的仿生材料，以提高机器人、船舶、飞行器和医疗设备等产品的防护和减阻能力。

鲨鱼皮仿生减阻表面的制备方法制备鲨鱼皮仿生减阻表面的方法有多种，以下是其中一种制备方法：
1.准备材料：选用合适的基材，如金属、聚合物或陶瓷等。

根据基材的形状和尺寸，准备相应的模具。

2.模具制作：根据鲨鱼皮的结构，设计模具的形状和图案。

可以使用CAD软件进行设计，然后将设计好的图案输出到激光切割机或刻蚀机上，制作出模具。

3.涂覆材料：将基材放置在模具上，然后使用涂覆方法将模具上的图案转移到基材上。

常用的涂覆材料包括聚合物、金属或陶瓷等。

4.固化：根据所选涂覆材料的性质，选择适当的固化方式。

固化方式可以是热固化、光固化或电子束固化等。

5.脱模：在涂覆和固化完成后，将基材从模具上脱下来，得到具有鲨鱼皮仿生结构的表面。

6.后处理：根据需要，对制备好的表面进行后处理，如清洗、抛光或抗氧化处理等。

通过以上方法，可以制备出具有鲨鱼皮仿生结构的减阻表面。

这种表面的减阻性能取决于多个因素，包括基材的性质、涂覆材料的性质、模具的设计和制备工艺等。

因此，在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的制备方法和工艺参数。

1。

鲨鱼皮的仿生原理概述鲨鱼皮的仿生原理是指通过模仿鲨鱼皮表面的特殊结构和纳米级细节，将其应用于人造材料的设计中，以达到减阻、抗污、减噪和减摩等效果的技术。

鲨鱼皮的独特外观和功能使得仿生原理成为求解工程和科学问题的灵感来源。

鲨鱼皮的特殊结构鲨鱼皮独特的特殊结构是鲨鱼在长期进化过程中适应海洋环境而形成的。

其表面由许多小鳞片组成，这些鳞片呈V形排列，类似于一排瓦片。

鳞片上还有很多微小的凸起，形成了一系列细小的纳米级刺毛。

这种结构使得鲨鱼表面变得光滑，水流在鲨鱼身上顺畅流过，从而减少了水流的阻力。

仿生原理在人造材料中的应用1. 减阻鲨鱼皮的仿生原理可以应用于交通工具和建筑物表面的设计，减少空气或流体的阻力。

将鲨鱼皮的表面结构应用于飞机、汽车等交通工具的外壳，可以使空气更顺畅地流过，降低飞行阻力和空气阻力，提高运载效率和燃油利用率。

2. 抗污鲨鱼皮的仿生原理还可以应用于防污材料的设计。

仿鲨鱼皮的表面纳米级刺毛能有效减少污物的黏附，使其随水流被冲刷掉。

这种特性可以应用于建筑物外墙、玻璃窗等地方，减少污渍的附着和积累，保持建筑物的清洁。

3. 减噪鲨鱼皮的仿生原理在声学领域有着广泛的应用。

仿鲨鱼皮的材料可以有效阻隔声音的传播，降低噪音污染。

将仿生材料应用于室内隔音墙、隔音门等，可以提供一个更安静的环境，改善生活质量。

4. 减摩鲨鱼皮在水中具有出色的减摩特性。

仿鲨鱼皮的材料可以用于水泵、船舶等机械设备的摩擦减少。

将仿生原理应用于水动力学设计中，可以降低摩擦损失，提高机械设备的工作效率。

仿生原理的优势与挑战优势1.减阻：仿生材料能够降低阻力，提高空气或流体运动效率。

2.抗污：仿鲨鱼皮的表面结构具有自洁功能，减少了清洁维护的频率。

3.减噪：仿生原理在隔音领域有着广泛的应用，可以创造一个更安静的环境。

4.减摩：仿生材料能够降低机械设备的摩擦损失，提高工作效率。

挑战1.制造成本：制造仿生材料和结构需要专业技术和大量资金投入。

材料表面减阻的研究进展摘要：随着各国商业贸易往来越加频繁，海上贸易便成了重要的一环，其中海上运输显得尤为重要，海上运输的优势便是大吨量运输及在价钱方面极具性价比。

同时，运输途中的能源消耗问题更是人们所不能忽略的，兼顾速度与载重问题，排除发动机动力问题，如何降低船只在海面行驶途中的阻力便是人们的下一个考虑方向，表面减阻于是变成了一个研究和发展的方向，本文主要通过研究仿生减阻在实际应用上的现状进而对其原理及进展和发展发现进行探讨和阐述。

关键词：仿生减阻；水黾；等离子体处理技术1引言从仿鲨鱼皮表面结构入手，次之辅以超疏水表面结构对表面减阻的作用，首先我们讲表面减阻应从表面三要素入手：表面化学成分、表面结构、表面粗糙度。

游速高达60Km/h的鲨鱼等水下低阻动物表皮为仿生减阻表面研究提供了丰富的构型资源。

鲨鱼表面主要是其表面盾鳞结构在表面结构方面，同时水黾表面的超疏水结构方向，回顾之前在仿生减阻方面的实际应用，总结了仿生表面减阻的研究现状及进展。

2表面减阻应用表面减阻应用于船体航海，需要克服：兴波阻力、涡流阻力、摩擦力。

目前有的方法有微气泡减阻法、柔性壁法、升温法、表面改性等[1]。

在减阻方面的研究倾向于光滑表面更有利于减阻效果，然而在对鲨鱼表面结构（如图1、2）的研究中发现，其表面并不是光滑的，而是由粗糙的类圆谷形状的盾鳞结构覆盖，沟槽方向与运动方向平行，盾鳞结构的沟槽可以一定程度的起到稳定表面层紊乱水流的作用，减小湍流的影响，起到减小阻力的作用。

沟槽间距很小，尽管鲨鱼体积庞大，细小的盾鳞结构其沟槽宽度远小于涡流宽度，从而在表面接触时可大幅度减小横向涡流的大小来降低涡流对其沟槽内壁对其产生的剪切压力。

图1 鲨鱼皮生物模板SEM图片图2 鲨鱼皮复刻模板SEM照片在2014年左右，哈佛大学实验室利用了新兴的3D打印技术对鲨鱼皮表面进行了更精确的复刻，不仅仅局限在微小盾鳞结构的精细复刻，更是利用3D技术将盾鳞结构在柔软表面进行了多种排列方式来测试减阻效果取得了一定成就[2]。

鲨鱼盾鳞肋条结构的减阻仿生研究进展3刘　博1,2,姜　鹏1,李旭朝3,桂泰江3,田　黎2,秦　松1(1　中国科学院海洋研究所,青岛266071;2　青岛科技大学化工学院,青岛266042;3　海洋化工研究院,青岛266071)　3973前期研究专项(2005CCA00800)　刘博:男,1983年生,硕士研究生　E 2mail :liu21cnbo @ 秦松:通讯作者,男,1968年生,研究员,博士　E 2mail :sqin @摘要 鲨鱼体表覆有一层细小的盾鳞(Placoid scale ),盾鳞上的脊状突起称为肋条(Riblet ),肋条之间构成具圆弧底的沟槽。

这种沟槽形态的鲨鱼盾鳞肋条结构(Riblet surfaces )具有良好的减阻作用。

从盾鳞的结构、形态和功能出发,详细介绍了鲨鱼盾鳞肋条结构减阻相关的流体动力学机理及其仿生材料模型的设计与测试方法,概括了目前肋条结构仿生材料的减阻应用情况,并展望了其未来的发展方向。

关键词 仿生材料　鲨鱼皮　盾鳞　肋条结构　沟槽　减阻Drag 2R eduction Bionic R esearch on Riblet Surfaces of Shark SkinL IU Bo 1,2,J IAN G Peng 1,L I Xuzhao 3,GU I Taijiang 3,TIAN Li 2,Q IN Song 1(1　Institute of Oceanology ,Chinese Academy of Sciences ,Qingdao 266071;2　College of Chemical Engineering ,Qingdao University of Science and Technology ,Qingdao 266042;3　Marine Research Institute of Chemical Industry ,Qingdao 266071)Abstract Fast 2swimming sharks have small placoid scales on their skin ,of which the riblet surfaces (grooved surfaces )can improve swimming performance of these relatively giant fishes.Shark skin 2imitated products have already met needs in several areas.Investigation into the drag 2reduction mechanism of riblet surfaces makes placoid scale a per 2fect object to biomaterial research.In this review placoid scale ′s structure ,shapes and the drag 2reduction f unction of its riblet surfaces are introduced.The development of related hydrokinetic mechanism ,model design ,model test and bionic applications are presented in detail.The f uture development in bionic application of riblet surfaces is also discussed.K ey w ords bionic material ,shark skin ,placoid scale ,riblet surface ,groove ,drag reduction0　前言1936年英国生物学家James Gray 计算发现,当海豚以平均20节泳速游动时,其理论作功能耗是实际摄食能量的7倍,这就是著名的格雷悖论(Gray ′s paradox )[1]。

基于仿生的船体防污减阻协同作用及其进展随着人们对海洋环境和生态保护意识的逐渐提高，船舶防污减阻技术愈发受到关注。

仿生学是一种以自然界生物体结构、功能和生态系统为蓝本，研究新材料、新结构、新系统和新思想的综合性交叉科学。

近年来，越来越多的科研人员将仿生学应用于船体防污减阻技术，并获得了一定的进展。

减阻技术是提高船舶速度、降低燃油消耗的有效手段。

在仿生学的研究中，海洋生物的身体表面被证明可以降低水流阻力，从而实现减阻的目的。

最具代表性的研究是对鲨鱼皮肤的仿生。

鲨鱼皮肤的表面由数以百万计的细小锥形结构组成，这些锥形结构可以使水流更加流畅地贴在鲨鱼身体表面，从而减少了水的阻力。

仿生学家将鲨鱼皮肤表面的锥形结构应用于船体表面，发现可以大幅度降低水流阻力，从而使船体速度得到提高，同时减少燃油消耗。

除了减阻技术，防污技术也是船体保护的重要手段。

船底长期暴露在海水中，会受到来自贝藻类、海洋微生物等生物的污染，这些生物依附在船底表面形成附着生物群落，导致船体表面光滑度降低，增加水流阻力，同时也会降低船体的耐腐蚀性能，直接威胁船舶的安全。

在仿生学的研究中，海洋生物的身体表面被证明具有防污的能力。

例如在贝类壳体表面的微观结构中，存在高度分层有序的钙化后的有机物层，这种有机物层上的微观结构可以减少贝类表面被附着的生物数量和吸附能力，从而减少污染的发生。

仿生学家将贝类壳体表面的微观结构应用于船体表面，发现可以减少船底附着生物的数量和生物的吸附能力，从而实现了防污的目的。

仿生技术在船体防污减阻技术中的应用，不仅可以提高船体的性能，同时还可以减少环境污染。

例如，使用仿生技术可以减少船底附着生物的数量，从而减少生物的损伤和死亡，对于海洋环境的保护具有积极的作用。

在仿生技术的研究中，存在一些挑战和问题，例如如何将仿生技术与传统船体构造相结合、仿生技术的可靠性和强度等问题。

此外，仿生技术的应用需要跨学科的交流和合作，包括材料学、生物学、机械学等多个学科。

仿生鲨鱼皮复合微纳减风阻结构的仿真与制备
徐征;刘日;王天昊;迟振东;王作斌;李理
【期刊名称】《实验流体力学》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】仿生学与减阻技术的结合,为减阻开辟了重要的研究方向,在航空航天领域有着潜在的发展与应用前景。

为提高降低风阻效果,本文对复合微纳减风阻结构进行了研究,基于仿生学原理,采用CFD仿真及激光微纳制造技术,建立了减阻结构组合模型,并在飞行器的大气传感器半球头体模型表面制造仿生鲨鱼皮复合微纳结构,即在仿生鲨鱼皮鳞片结构的基础上,通过激光干涉扫描二级微沟槽,以进一步提升减阻效果。

采用CFD仿真与风洞实验相结合的方式,对减阻机理进行理论分析,完成了复合结构的微纳制造,减阻率最高可达10.3%。

【总页数】8页(P107-114)
【作者】徐征;刘日;王天昊;迟振东;王作斌;李理
【作者单位】长春理工大学国家纳米操纵与制造国际联合研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】O357.5
【相关文献】
1.带有减阻增稳仿生结构的车辆空气动力学特性仿真研究
2.仿生鲨鱼皮滚压成型表面减阻数值模拟研究
3.钛表面阳极氧化制备仿生化的微纳复合结构
4.离心泵仿生
微结构叶片减阻特性的仿真研究5.沟槽型微纳复合结构表面的制备与减阻性能研究
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深松铲仿生鲨鱼皮表面结构的设计深松铲是一种广泛应用于农业和园艺领域的工具，用于翻土、搅拌以及耕种等操作。

然而，传统的深松铲常常会遇到一些问题，比如容易陷入泥土中、难以穿透硬土壤以及不易清理杂草等。

针对这些问题，科学家们开始研究和设计仿生表面结构，其中以仿生鲨鱼皮表面结构的设计最为成功。

本文将探讨深松铲仿生鲨鱼皮表面结构的设计原理和应用。

深松铲仿生鲨鱼皮表面结构的设计灵感源于鲨鱼的皮肤纹理。

鲨鱼皮肤具有特殊的鳞片结构，这些鳞片在运动时能够减少水流阻力，使鲨鱼更加灵活和迅速。

仿生鲨鱼皮表面结构利用这一原理，通过改变深松铲的表面纹理，提高其在土壤中的穿透能力和抗粘附能力。

深松铲仿生鲨鱼皮表面结构的设计与制造需要考虑以下几个方面：1. 表面纹理的形状：仿生鲨鱼皮表面纹理通常采用脊状或齿状结构。

这些结构有助于减小铲斗与土壤之间的接触面积，减少土壤粘附力，提高铲斗在土壤中的穿透能力。

2. 表面纹理的尺寸和密度：仿生鲨鱼皮表面纹理的尺寸和密度对深松铲的性能至关重要。

较小的纹理尺寸可以减少土壤颗粒的粘附，并增加纹理之间的间隙，有利于土壤的穿透。

同时，合适的纹理密度可以均匀分布压力，提高铲斗的稳定性和灵活性。

3. 表面涂层的选择：在仿生鲨鱼皮表面结构的设计中，涂层也起到关键作用。

涂层可以进一步减小土壤与铲斗的接触面积，降低摩擦力。

常见的涂层材料包括聚四氟乙烯（PTFE）等，具有良好的抗粘附性能。

深松铲仿生鲨鱼皮表面结构的设计可以改善深松铲的性能，带来以下几个优势：1. 提高土壤穿透能力：仿生鲨鱼皮表面结构可以减小铲斗与土壤之间的接触面积，降低土壤粘附力，提高深松铲在硬土壤中的穿透能力。

2. 减少杂草的纠缠：仿生鲨鱼皮表面结构的纹理可以减少杂草与铲斗之间的接触面积，降低杂草附着的可能性。

这有助于减少清理杂草的工作量。

3. 提高工作效率：由于仿生鲨鱼皮表面结构的设计，深松铲可以更加轻松地穿梭于土壤中，减少作业的阻力，提高工作效率。

仿生结构化船体表面减阻性能分析随着科学技术的不断发展，航行工业对船体表面的修整和设计变得越来越精细，仿生结构化船体成为了研究的热门话题。

仿生结构化船体的表面设计灵感来源于自然界中一些具有优异水动力性能的动物，如海豚和鲨鱼等。

仿生结构化船体的表面设计和制造可以显著降低船体的阻力，提高船体运动的效率和能源利用效率，从而具有广阔的发展前景。

本文将从仿生结构化船体的概念入手，通过对其表面结构设计的分析及仿真研究，探讨仿生结构化船体在航行过程中的减阻性能。

一、仿生结构化船体的概念仿生学是一门从生物学中汲取灵感，开发新技术的学科。

仿生结构化船体即是利用仿生学的原理，实现船体表面结构的改变，从而达到减阻的目的。

仿生结构化船体是在仿生学理论的指导下，运用计算机辅助设计软件对船体表面进行细致和复杂的设计、计算和制造的。

仿生结构化船体的表面构造是受到在走廊水域中行动的动物生理结构的启发所设计的。

因此，在表面几何结构，纹路和质地方面采用了仿生学中的结构化原理，形成了类似于鲨鱼鳞片的结构。

二、仿生结构化船体表面设计分析1.表面结构设计仿生结构化船体的表面结构采用一系列互相交汇、形成凸起和凹陷的小鳞片状的结构，通过将散布在表面不同位置的小鳞片状结构纵向组合成列，横向相间，形成一个逐渐上下凸起的表面。

鳞片长度和宽度的比例是根据流动条件和船体速度来进行选择的。

2.表面几何结构设计仿生结构化船体表面结构采用鲨鱼鳞片的界面形态，使流体在鳞片表面产生的微小涡旋相互作用，达到减小流体对表面粘附的效果，减轻表面流体附着的阻力，等效于降低表面摩擦阻力。

同时，仿生结构化船体表面鳞片的凸起与凹陷结构布置，同样对流体分离所产生的反压进行修正，降低流体分离引入的波阻。

采用仿生结构化船体的设计，能够显著减小船体的湍流阻力和粘滞阻力。

三、仿生结构化船体表面减阻性能分析采用仿生结构体概念设计的船体能够降低湍流阻力和粘滞阻力，从而提高船体的运动效率。

同时，仿生结构化船体表面的设计可使流体在船体表面流动更为顺畅，减少了流体分离所造成的反压，从而有效降低了船体行驶，特别是在高速运动状态下所需的动能和燃料消耗，达到减少船体运行时对环境的侵害，降低航行费用等许多好处。

鲨鱼沟槽表皮减阻机理的仿真研究
鲨鱼沟槽表皮减阻机理的仿真研究
通过对鲨鱼沟槽表面特殊流场的数值仿真研究,探讨了沟槽表面存在减阻效果的内在机理.针对沟槽表面流场的特点,在数值计算过程中对其计算域、计算网格及其流动参数进行了合理化的处理,并尝试将力学相似原理运用于沟槽表面流场的数值仿真.仿真结果表明,沟槽表面与顺流的"反向旋转涡对"相互作用,产生"二次涡",削弱了"反向旋转涡对"的.强度,进而抑制了低速条带的形成和发展,从而降低湍流猝发强度,实现湍流减阻.
作者：胡海豹宋保维潘光毛昭勇杜晓旭 HU Hai-bao SONG Bao-wei PAN Guang MAO Zhao-yong DU Xiao-xu 作者单位：西北工业大学航海学院,西安,710072 刊名：系统仿真学报 ISTIC PKU 英文刊名：JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION 年，卷(期)：2007 19(21) 分类号：O335.3 关键词：沟槽表面数值仿真减阻 "二次涡" "反向旋转涡对"。

仿生表面减阻技术仿生表面减阻技术：从自然界中找到灵感运动中的阻力一直是科学家们研究的重要领域之一。

在长期的实践中，人们发现仿生表面减阻技术是一种非常有效的方式，可以显著地降低飞机、汽车等交通工具的能耗，提高运动的效率。

仿生表面减阻技术的本质是将自然界中的物种特征转化为人工材料的表面纹理，以达到减小阻力，提高运动速度和效率的目的。

本文将从亚音速空气动力学角度、褶皱表面技术和鲨鱼皮纹理技术三个方面来介绍仿生表面减阻技术。

一、亚音速空气动力学角度——鸟羽仿生表面减阻技术亚音速速度范围内的阻力主要来自于表面摩擦和压缩波，而仿生表面技术可以通过改变表面结构从而减轻垂直方向上的摩擦，减缓压缩波在平流层表面的形成，降低空气阻力。

鸟羽的表面具有高效的减阻能力，因为它们的表面特征有着复杂的形态结构，包括绒毛、平滑区、刚刚脱落的羽毛等。

这些表面特征可以形成复杂的微观结构，减小飞行时的阻力。

通过仿真实验和观察鸟羽表面结构，科学家已经成功地制造出了复杂的仿鸟羽表面材料，减小运动中的阻力。

二、褶皱表面技术——蝴蝶仿生表面减阻技术许多昆虫的翅膀表面具有复杂的结构。

例如，蝴蝶的翅膀表面上有许多皱折，且翅膀边缘上还有小锯齿。

这些细节结构可以减小阻力，控制蝴蝶的运动轨迹。

科学家利用褶皱表面技术制造出的材料，可以在轻微的气流情况下减小50%的阻力和提高25%的升力。

同时，这种技术可以使表面具有快速响应性，从而控制运动速度和运动方向。

这种技术不仅可以应用于飞机、汽车等交通工具的表面设计，也可以应用于医疗器械表面的改善。

三、鲨鱼皮纹理技术——水下仿生表面减阻技术鲨鱼是一种非常神奇的生物，它们的皮肤上具有一种独特的减阻纹理，这种皮肤特征可以减少在水下游动时的阻力，使它们大幅度地降低游泳的能耗。

科学家们已经成功地从鲨鱼的皮肤纹理中提取出仿生材料，利用这些材料可以制造出表面减阻材料，可以帮助水下运动员更加轻松地游泳，减少因水阻力导致的能耗，提高游泳的效率。

专利名称：一种仿生鲨鱼皮减阻结构
专利类型：发明专利
发明人：刘彦菊,管清华,曹鹏宇,孙健,杜林喆,冷劲松申请号：CN201710073763.2
申请日：20170210
公开号：CN106585949A
公开日：
20170426
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种仿生鲨鱼皮减阻结构，它涉及一种飞行器机翼，以解决现有飞行器在紊乱气场下面对不同的气动环境条件，无法改善在整个飞行包线下气动性能，飞行器受到的飞行阻力较大，不能满足紊乱气场下不同飞行速度的飞行需求的问题，它包括介电弹性体、柔性电极层和纳米线导电涂层；所述介电弹性体为板式结构，所述介电弹性体的一个板面上涂布有多条所述纳米线导电涂层，多条所述纳米线导电涂层在横向上涂布以及与横向斜交的两个斜向上涂布并形成一个网状结构，所述介电弹性体的与所述一个板面相对设置的另一个板面上涂有柔性电极层。

本发明用于机翼翼根。

申请人：哈尔滨工业大学
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
国籍：CN
代理机构：哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人：高志光
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仿生学发明的例子大全
仿生学是研究生物学原理并将其应用于工程和技术领域的学科。

下面是一些仿生学发明的例子：
1. 鲨鱼皮纹理减阻涂层：仿生学研究发现鲨鱼的皮肤纹理可以减少流体阻力，于是科学家们开发出一种仿生材料，可以应用于船舶或飞机等物体表面，从而减少阻力，提高速度。

2. 花粉仿生尘埃传感器：模仿花粉振动的微小变化，科学家开发了一种尘埃传感器，可以准确检测空气中的微粒物质浓度，并提供空气污染的实时数据。

3. 蓮葉效應抗污塗層：蓮葉效應是仿生學上的一個領域，研究人員擷取蓮葉表面的微小結構，開發出防污塗料。

這種塗層具有自潔效果，能夠抵抗水、油、雜質等污染物。

4. 像鸟的翅膀的飞机机翼：研究鸟类飞行的原理，科学家们发现鸟的翅膀具有独特的形状和结构，通过模仿鸟的翅膀设计飞机机翼，可以提高飞机的升力和稳定性。

5. 蚁群算法优化算法：模仿蚁群行为，科学家们开发了一种优化算法，可以解决复杂的问题，如路径规划、任务分配等。

蚁群算法通过模拟蚂蚁找到食物的行为，寻找最优解。

6. 能量自回复材料：仿生学研究发现一些生物能够自行修复受损的组织，科学家们开发出了能够自动修复损伤的材料，可应用于建筑材料、电子设备等领域，提高材料寿命和性能。

7. 毛细管结构供水系统：受植物细小的毛细管结构启发，科学家们设计了一种新型的供水系统，可以通过毛细管效应将水输送到远距离或高处，为干旱地区提供可靠的供水。

这只是一小部分仿生学发明的例子，仿生学的应用领域非常广泛，科学家们不断地在不同领域探索生物学的奥秘，寻找灵感，创造出更多创新的发明。