Як дельфіни розвивають високу швидкість: вчені пояснили механізм за допомогою суперкомп’ютера

Ключову роль у швидкості дельфінів відіграють великі кільця вихорів, які утворюються під час руху хвоста.

Вчені пояснили механізм за допомогою суперкомп’ютера в earth.

Міжнародна група дослідників з’ясувала, завдяки чому дельфіни здатні розвивати вражаючу швидкість у воді.

Головний рушій — водяні «кільця»

За результатами дослідження, саме великі вихрові кільця створюють основну тягу, яка рухає дельфіна вперед. Коли тварина рухає хвостом, у воді формуються обертові структури — так звані вихори.

Ці кільця відштовхують воду назад, а сам дельфін отримує імпульс уперед.

Менші вихори — лише побічний ефект

Окрім великих структур, у воді виникають і дрібні вихори. Однак вони не мають суттєвого впливу на швидкість.

Вчені пояснюють: такі турбулентні потоки — це наслідок розпаду більших вихорів, а не джерело руху.

Суперкомп’ютер допоміг «побачити» процес

Щоб детально дослідити рух води, науковці використали складне комп’ютерне моделювання. Зокрема, суперкомп’ютер Fugaku в Японії дозволив відтворити поведінку рідини з високою точністю.

«Ми змогли розділити потоки води та визначити, які з них реально створюють тягу», — пояснив дослідник Ютаро Мотоорі.

Як це допоможе технологіям

Наявні результати можуть бути корисними для інженерів. Зокрема, вони дають підказку, як створювати ефективніші підводні роботи.

Замість хаотичного перемішування води, нові системи можуть:

формувати потужні контрольовані вихори
ефективніше використовувати енергію
рухатися швидше та економніше

Водночас дослідження базується на моделі, а не на живих тваринах. У розрахунках не враховувалися поведінкові фактори, такі як втома чи реакції дельфіна.

Попри це, вчені впевнені: механізм руху, пов’язаний із хвостом і вихорами, пояснений достатньо точно.

Подібні принципи можуть працювати не лише у воді. Схожі вихрові структури утворюють: