标王 熱搜: 畢業證  塑料  智能流水線  福州  自動化流水線  真實畢業證  流水線改造  闆鍊流水線  流水線設備  流水線設計流水線升級 
 
當前位置: 首頁 » 資訊 » 媒體爆光 » 正文

蒲公英種子的獨特飛行機制

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-01-09  浏覽次數:112
核心提示:相信圓球狀、毛茸茸的白色蒲公英是不少人的童年回憶,見到它便會忍不住吹上一吹。看着蒲公英種子随風向四面八方飄散,想象着它會
 相信圓球狀、毛茸茸的白色蒲公英是不少人的童年回憶,見到它便會忍不住吹上一吹。看着蒲公英種子随風向四面八方飄散,想象着它會飄落何方,在哪裡繁衍生息。
蒲公英的種子是如何随風飛行的?它不像鳥兒、昆蟲一樣擁有翅膀,怎麼能在空中飛行幾百米,甚至更遠的距離?
這種看似不可能的飛行背後是蒲公英種子獨特的飛行機制。科學家用實驗作了解答。他們構建了一個垂直的風洞,可以使種子保持在一個穩定的高度上盤旋。然後把蒲公英種子放進風洞,嘗試用長時間曝光攝影和高速成像,來觀察種子周圍的氣流變化,發現蒲公英種子上方的空氣形成了一個“分離的渦環”。
“分離的渦環”是由其種子毛茸茸的冠毛所形成的一種環形的氣泡,就像漩渦一樣。這種渦環形成在蒲公英種子頂部的垂直上方、冠毛的下方,與種子本體分離。冠毛本身運動産生的氣流和在種子周圍的氣流之間形成了壓力差,産生了渦流環流。渦流環流在增加了空氣阻力的同時,也讓種子像降落傘一樣減緩了下降速度。
如果渦流環流隻是減緩了下降速度,那蒲公英的飛行距離該如何保證呢?
蒲公英種子要飛行較遠的距離,還需要保持在一個比較穩定的飛行高度。所以我們剛才提到的“分離的渦環”還有一個非常重要的作用,它可以穩定地保持在蒲公英冠毛下部固定距離的位置。冠毛由細長的花絲形成,它們就像自行車輪子上的輻條一樣從一根中心柄上放射出來,科學家給它起了一個非常貼切的名字——種子輻條。這樣的種子輻條數始終保持在90根到110根之間,他們之間的孔隙度受到精準的調控。這種“一緻性”是蒲公英種子上方的分離渦流保持穩定性的關鍵,從而有助于種子在長時間、遠距離飛行中保持穩定。
科學家通過實驗印證了這一理論,他們嘗試設計小型矽制圓盤模仿這些輻條時,制作了一系列開口的模型——從固體圓盤到92%為空氣的圓盤,就像蒲公英種子上的結構。當研究人員在風洞中測試這些種子模型時發現,隻有最接近蒲公英種子的圓盤才能維持分離的渦流。如果圓盤上的開口數量減少10%,那這個獨立渦流的穩定性将不複存在。 
這種“一緻性”讓蒲公英種子在保持飛行高度方面的效率是人造降落傘的四倍。在飛行的過程中,雖然蒲公英種子一般能夠移動差不多一公裡以上的距離,但是它通常落在花周圍2米以内。蒲公英種子這種精準的調控能力真是令人歎為觀止。
蒲公英種子的冠毛和由冠毛的獨特結構形成的分離渦環是它能在空中自由自在飛行的原因。我們還可以運用這一機制來設計微型空中無人機,這樣的無人機不用供電,可以用來監測空氣污染,兼顧經濟效益和生态效益。
 
 
[ 資訊搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 違規舉報 ]  [ 關閉窗口 ]

 
0條 [查看全部]  相關評論

 
推薦圖文
推薦資訊
點擊排行
 
網站首頁 | 關于我們 | 聯系方式 | 使用協議 | 版權隐私 | 網站地圖 | 排名推廣 | 廣告服務 | 積分換禮 | 網站留言 | RSS訂閱