NSF支持泥人在生物流体力学的飞溅区

Harvey Mudd学院的工程学教授Leah Mendelson已经获得了美国国家科学基金会(NSF)的资助，用于她的项目“ERI:部分水下生物动力推进的自由表面和灵活性效应”.该项目旨在帮助研究人员更好地了解水面对在水下生态系统中运行的车辆和机器人的影响.

“水面是一个非常有趣的操作环境，因为有很多在其他环境中不存在的流体行为,门德尔松说.

她在生物流体力学领域的工作重点是利用从游泳生物那里学到的见解来开发水下航行器和执行器，这些水下航行器和执行器可以有效地机动，并且对周围的水生环境破坏较小.

Mendelson在自然界中提到了这一点, 有很多有趣的动物行为可以启发水下航行器的设计, 但是对物理学有一个基本的了解是很重要的.

“你会溅起很多水, 如果你在水面上操作，波浪形成，气泡和空气会被拉入水中,门德尔松说.  “所有这些因素都会影响推进性能，以及任何一种生物动力致动器的性能.”

Mendelson和她的Harvey Mudd学生团队已经完成了创建这种生物动力的简化机械模型的初步工作.

门德尔松说:“这个实验完全是学生自己做的. “他们建造了一个水箱，并在水箱顶部安装了一个装置, 处理所有的电机控制. 他们设置了所有的摄像机和照明设备，并开发了实际进行科学研究以回答我们的问题所需的能力.”

24岁的拉斐尔·伯格(Rafael Burger)和26岁的堀口直美(Naomi Horiguchi)通过重新设计坦克机构的一个自由度，在使实验更容易运行方面发挥了不可或缺的作用, 使其更具可调性和可靠性.

Mendelson说:“他们还做了很多工作来描述我们的机制所施加的力。. “现在我们可以减去这些力，只剩下实验结束时的流体力.”

这个实验使用了拍动, 柔性板模拟鱼的表面同时有微小的示踪颗粒, 门德尔松称之为“研究级闪光”,“浮在水箱的水中. 她和她的团队测量了板块在不同深度产生的力, 用激光照射水中的示踪粒子，产生的硬度、速度和流动模式.

门德尔松说:“激光给我们带来了非常明亮的光线和最小的运动模糊。. “通过拍摄这些粒子的运动, 我们可以看到气流中哪里有涡流，动量流向哪里. 这是真正的动手工作，学生们在溅水区.”

国家科学基金会的资助将使门德尔松能够带来更大的, 跨学科团队参与这个项目，并支持暑期研究学生在会议上展示他们的研究成果.

这项工作“需要学生们大量的动手操作，为他们提供研究经验，并为他们提供一个进入更广泛的科学界看看外面有什么的机会。,门德尔松说.