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可以控制音爆等冲击波了科学家开发出冲击波传感器!


文章作者:www.orrapin.com 发布时间:2019-10-30 点击:1144



您可以控制音爆等冲击波吗?科学家们开发了冲击波传感器!我想在4天前分享原始的Boko公园

当战斗机迅速升起并向前加速时,音爆会在飞机表面及其周围的声波中回荡。充其量,这是令人不愉快的噪声污染。在最坏的情况下,它会损坏飞机表面。然而,消除这种冲击波是一个艰巨的挑战,因为传统方法通常会提供效率或精度,但不能同时提供效率或精度。现在,日本横滨国立大学的研究人员已经开发出一种统一的冲击波传感器,可以快速,准确地消除有害的冲击波。该研究发表在期刊《计算物理》上,并发表了他们的发现。

日本横滨国立大学工程学副教授北村胜一说:在计算流体动力学中,对简单而精确的冲击检测方法的需求不断增长。但是科学家们不想完全消除冲击波。毕竟,并非所有的冲击波都不好。如果正确使用,冲击波会流过肾结石并分解钙化的岩石,使它们更容易通过。该过程需要更高的精确度,以避免损坏健康的组织,但可能会很耗时。休克已通过体外冲击波碎石术应用于医学领域,这是治疗肾结石的最常见方法之一。但是大多数传统的防震方法都是为了满足精度或效率要求而设计的。在所有情况下,快速确定冲击波的确切位置非常重要。

在这项新研究中,研究人员将图像处理方法与可压缩流物理学中的预期条件理论相结合:当流体具有可压缩作用时,例如当流体运动速度快于声速时,就会产生冲击波生成。此速度是造成电击的原因。研究人员已经改变了成像处理方法来寻找压力,而不是寻找数字图像中亮度的不连续变化。这使他们能够快速看到冲击波,并且通过将冲击波的视觉图像与压力应如何穿过冲击波的理论相结合,研究人员可以准确地预测特定冲击波的行为。

成像处理方法被Kitamura称为“低成本计算”,因为它仅关注最大压力的轮廓,而不是试图解释所有可变压力。研究人员还将该方法与传统传感器进行了比较,以测试效率和准确性:Kanamori-Suzuki传感器和Ducros传感器。 Kanamori-Suzuki使用流动特性理论来感知震动,并以其准确性着称。 Ducros被广泛使用,并以其低成本和高效率而着称。

在新的研究中,该方法被证实与Kanamori-Suzuki方法一样准确,并且与Ducros传感器一样便宜。当前,此方法仅限于成像软件使用的正方形单元格。接下来,该团队计划将其方法扩展到适用于具有不同结构的各种网格。这可以应用于多种技术,包括改善喷气飞机消散冲击波的方式。随着这项研究的进展,捕获冲击波的能力将变得更加有效,从而大大降低了飞机开发和追求空间开发的成本。

博科园|研究/来自:横滨国立大学

参考日记《计算物理》

DOI: 10.1016/j.jcp.2019.06.071

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本文是第一作者的原创,未经授权不得复制。

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当战斗机迅速升起并向前加速时,音爆会在飞机表面及其周围的声波中回荡。充其量,这是令人不愉快的噪声污染。在最坏的情况下,它会损坏飞机表面。然而,消除这种冲击波是一个艰巨的挑战,因为传统方法通常会提供效率或精度,但不能同时提供效率或精度。现在,日本横滨国立大学的研究人员已经开发出一种统一的冲击波传感器,可以快速,准确地消除有害的冲击波。该研究发表在期刊《计算物理》上,并发表了他们的发现。

日本横滨国立大学工程学副教授北村胜一说:在计算流体动力学中,对简单而精确的冲击检测方法的需求不断增长。但是科学家们不想完全消除冲击波。毕竟,并非所有的冲击波都不好。如果正确使用,冲击波会流过肾结石并分解钙化的岩石,使它们更容易通过。该过程需要更高的精确度,以避免损坏健康的组织,但可能会很耗时。休克已通过体外冲击波碎石术应用于医学领域,这是治疗肾结石的最常见方法之一。但是大多数传统的防震方法都是为了满足精度或效率要求而设计的。在所有情况下,快速确定冲击波的确切位置非常重要。

在这项新研究中,研究人员将图像处理方法与可压缩流物理学中的预期条件理论相结合:当流体具有可压缩作用时,例如当流体运动速度快于声速时,就会产生冲击波生成。此速度是造成电击的原因。研究人员已经改变了成像处理方法来寻找压力,而不是寻找数字图像中亮度的不连续变化。这使他们能够快速看到冲击波,并且通过将冲击波的视觉图像与压力应如何穿过冲击波的理论相结合,研究人员可以准确地预测特定冲击波的行为。

成像处理方法被Kitamura称为“低成本计算”,因为它仅关注最大压力的轮廓,而不是试图解释所有可变压力。研究人员还将该方法与传统传感器进行了比较,以测试效率和准确性:Kanamori-Suzuki传感器和Ducros传感器。 Kanamori-Suzuki使用流动特性理论来感知震动,并以其准确性着称。 Ducros被广泛使用,并以其低成本和高效率而着称。

在新的研究中,该方法被证实与Kanamori-Suzuki方法一样准确,并且与Ducros传感器一样便宜。当前,此方法仅限于成像软件使用的正方形单元格。接下来,该团队计划将其方法扩展到适用于具有不同结构的各种网格。这可以应用于多种技术,包括改善喷气飞机消散冲击波的方式。随着这项研究的进展,捕获冲击波的能力将变得更加有效,从而大大降低了飞机开发和追求空间开发的成本。

博科园|研究/来自:横滨国立大学

参考日记《计算物理》

DOI: 10.1016/j.jcp.2019.06.071

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