به گزارش سیناپرس، ماهی ها با شنا کردن در محیط های پیچیده زیر آب، نشان داده اند که از لحاظ کنترل حرکات بدن و انعطاف پذیری بی نظیر، موجودات خارق العاده ای هستند. به همین دلیل است که محققان برای دهه‌ها است که سعی می کنند از این شناگران بااستعداد طبیعت برای بهینه‌سازی نیروی محرکه و مانور وسایل نقلیه زیر آب کپی برداری کنند.
در این خصوص، اگرچه رابطه بین حرکت دم یا باله دمی ماهی ها و شکل‌ها و حرکت گذرای محیط آبی در مکانیک مربوط به شنای این جانوران به خوبی شناخته شده است، اما دانشمندان تاکنون تمرکز کمی روی چگونگی تأثیر میدان‌های فشار بر تولید نیروی رانشی و کنترل مربوطه برای به حرکت درآوردن ماهی‌ها داشته اند.
به گزارش سیناپرس، حالا محققانی از دانشگاه مهندسی هاربین چین در یک پژوهش جدید نشان داده اند که ماهی ها از طریق کنترل دقیق نوسانات بدن، یک جفت گرداب متحرک با مناطق پرفشار و کم فشار را تولید می کنند که آن ها را قادر می سازد به خوبی و با مهارتی مثال زدنی در انواع آب شنا کنند. به گزارش سیناپرس، آن ها برای دست یابی یه این یافته ها، از سرعت سنجی تصویر ذرات و همچنین دوربین های پرسرعت برای تجزیه و تحلیل شنای گورخرماهی در یک مخزن آب استفاده کردند.
بر اساس این یافته ها، وقتی که ماهی باله دمی خود را که مستقیم به انتهای ستون مهره متصل است به یک طرف خم می کند، شتاب می گیرد و هنگامی که بدن خود را صاف می کند، به حالت خنثی باز می گردد. به گزارش سیناپرس، در این فرایند چرخشی دم، دو هسته گردابی تشکیل می شوند که فشارهای مختلفی داشته و هریک در جهت مخالفی می چرخند.
این هسته های گردابی متحرک باعث تشکیل یک ناحیه کم فشار و یک ناحیه پرفشار درست در طرفین بدن ماهی می شوند و همین موضوع باعث ایجاد قدرت لازم برای رانش یا حرکت روبه جلوی ماهی می گردند. در واقع حرکات این گرداب ها و جابجا شدن آن ها به کمک نوسانات ایجاد شده در بدن ماهی است که امکان مانورهای متنوعی را در آب برای این جانور شگفت انگیر فراهم می نماید.
محققان مجری این پژوهش با انتشار نتایج مطالعه خود در نشریه Physics of Fluids اشاره کرده اند که یافته های فوق می توانند زمینه را برای طراحی سازه های انعطاف پذیرتر برای حرکات زیر آبی با کارایی بالا فراهم کنند.
نویسنده: محمدرضا دلفیه