科学家发现海豚尾巴是其高速游泳的“发动机”
时间:2017-12-07

  科学家们发现,海豚尾巴是高速游泳的“引擎”

  (图片来自ABC网站)

  据国外媒体报道,1936年科学家发现,海豚的游泳速度可达每小时20英里,但研究发现,海豚肌肉不能提供如此大的推动力,这个问题困扰科学家数十年,最近使用的最新的科学家科学技术仿真了海豚尾巴的驱动力终于解决了这个问题。

  1936年,英国动物学家格雷·詹姆斯(James James)发现了一个奇特的现象。他观察到,海豚,海洋哺乳动物,以20英里/小时的速度游泳。然而,他们对海豚生理结构的研究表明,海豚的肌肉不能提供如此高的驱动力,这个问题长期困扰着灰色詹姆斯和大量的动物学家,于是人们称之为这个难题灰詹姆斯悖论。

  最近,科学家们用最先进的测量技术再次研究这个问题。伦斯勒理工学院工程学院代理主席蒂莫西·摩尔教授是该项目的主要作者,宾夕法尼亚州西切斯特大学的生物学家弗兰克,加州大学圣克鲁兹分校的海洋生物学家威廉姆斯和埃里卡谢尔曼等。一起进行研究。德国圣安东尼奥流体力学部美国物理化学学会第61次会议上发表了他的发现,他说格雷先生确实找到了一些东西,但是这项技术已经发展了72年。今天,我们的技术是足以让我们发现问题的本质,并且第一次证实我们已经解决了这个问题。用相对简单的语言来回答这个困境,海豚的肌肉比格雷·詹姆斯和其他人所想象的要强得多。

  格雷先生在1936年的研究中说,海豚根本无法提供如此大的促进力来克服水的阻力,产生如此大的加速度。从理论上讲,耐水性阻碍了海豚高速游动,但观察却相反。由于格雷先生没有找到合理的理由,他不得不认为海豚皮具有特殊的减阻作用。

  70年后,我们可以利用现有的技术来测量海豚尾巴的发电量。

  Timo Wei教授发明了一种先进的现代流量测试技术,结合了航空航天研究中使用的测量工具和数字粒子图像测试技术。 Timo Wei教授用这种技术来测试两只海豚。他告诉两只海豚在泡泡池中游泳,使用最先进的计算机软件追踪气泡,并使用颜色编码为研究人员提供海豚后方的水的方向和速度,从而获得海豚的刺激。与此同时,魏巍教授还通过垂直于海洋的尾巴测量海豚站立的海豚。

  结果表明,海豚尾巴的摇摆产生比格雷先生大约十倍多的讨厌,而海豚平均产生200磅。威廉教授说,结果显示,格雷先生的悖论似乎与海豚的皮肤没有任何关系,海豚可以产生足够的力量来克服科学界已经知道的水阻力,但是这个是第一个能准确量化海豚驱动力的人来解决这个矛盾的问题,海豚最多可以产生300-400磅,而奥运游泳者只能产生60-70磅,Timo Moore教授一直在与美国游泳队合作他用气泡跟踪DPIV和力测量技术来衡量它,所以他理解了这些。

  Timo Wei表示,他们将从海豚到其他天然生物,包括人类游泳技术的研究,研究小组将继续调查其他海洋动物产生的动力,这可能有助于我们进一步提高我们的游泳水平。

  BBC报告原文(英文)

  ABC报告原件(英文)

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