近日,江蘇科技大學機械工程學院表面工程團隊田桂中教授課題組在仿生減阻領域取得重要研究進展。相關成果以“Drag reduction performance and mechanism of flexible conical microstructure film inspired by pufferfish epidermis”為題發表在國際海洋工程領域Q1區Top期刊《Ocean Engineering》上。碩士研究生張耀升為論文第一作者,導師田桂中教授為論文通訊作者,江蘇科技大學為論文第一署名單位。
流體阻力是船舶和水下航行器等海洋航行裝備所面臨的關鍵問題,減少表面受到的阻力能顯著提升航行速度和航行距離,降低能源消耗。近期,田桂中教授課題組受河鲀柔性非光滑表皮啟發,在前期的研究基礎之上,設計了一種具有圓錐狀微結構的柔性仿生薄膜,實現水下表面流體阻力的高效降低,并揭示了柔性與仿生微結構的耦合減阻機理。與現有的流體減阻方法相比,該薄膜減阻不需要額外增加機械裝置,也不需要外部輸入能量或添加劑,易于工程實現。該成果除了在流體減阻領域具有應用價值之外,還有助于學者們探索非光滑表面對湍流邊界層的影響。相關研究得到了國家自然科學基金青年項目、江蘇省高校自然基金項目、江蘇省研究生科研創新計劃項目的資助。
此外,張耀升攻讀碩士學位以來,還在ACS Biomaterials Science & Engineering(Q2區, IF=5.395)和Advanced Engineering Materials(Q2區, IF=4.122)期刊上以第一作者和導師外一作發表2篇高水平論文,同時又在ACS Applied Materials & Interfaces(Q1區, Top, IF:10.383)、Langmuir(Q2區, Top, IF:4.331) ACS Omega(Q2區, IF:4.132)和Arabian Journal for Science and Engineering(Q2區, IF: 2.807)合作發表4篇高水平論文;主持江蘇省研究生科研創新計劃項目1項,以第二發明人申請發明專利3項(授權1項),參加3次學術會議并在國際會議上發表口頭匯報,榮獲2022年碩士研究生國家獎學金等多項榮譽。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.113760