Surface Modification of 3D Biomimetic Shark Denticle Structures for Drag Reduction

材料科学 阻力 还原(数学) 曲面(拓扑) 表面改性 仿生材料 纳米技术 仿生学 化学工程 几何学 机械 数学 物理 工程类
作者
Kang Yang,Xinping Yu,Xianxian Cui,Dengke Chen,Tao Shen,Zhuoxing Liu,Bowen Zhang,Huawei Chen,Ruochen Fang,Zhichao Dong,Lei Jiang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (9): e2417337-e2417337 被引量:28
标识
DOI:10.1002/adma.202417337
摘要

Shark skin features superhydrophilic and riblet-textured denticles that provide drag reduction, antifouling, and mechanical protection. The artificial riblet structures exhibit drag reduction capabilities in turbulent flow. However, the effects of the surface wettability of shark denticles and the cavity region underneath the denticle crown on drag reduction remain insufficiently explored. Here, 3D printing is utilized to fabricate realistic staggered and overlapped denticle arrays, modified to achieve superhydrophilic, superhydrophobic, and hybrid configurations, including external riblets hydrophilic/internal cavities hydrophobic (ELIB), and vice versa (EBIL). Denticles of varying heights are also fabricated. The results indicate that superhydrophobic, ELIB, and EBIL denticles outperform superhydrophilic ones in reducing drag, achieving a peak drag reduction rate of ≈20%. Notably, shorter denticles further improve drag reduction. Reduced vortex formation within the underneath cavity correlates with improved drag reduction. These vortices can function similarly to rolling bearings while facilitating momentum exchange and increasing skin friction drag. Superhydrophobic or partially superhydrophobic denticles (ELIBD/EBILD) mitigate this effect. This study suggests that sharks may secrete mucus on specific sections of their denticles to further reduce vorticity and drag, offering novel insights into the biomimetic design of shark denticles for optimized drag reduction.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
罗永昊发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
天天快乐应助醉酒笑红尘采纳,获得10
3秒前
hhh完成签到,获得积分10
6秒前
neurist完成签到,获得积分10
6秒前
可乐发布了新的文献求助10
7秒前
xiatian发布了新的文献求助10
8秒前
斯文败类应助牛牛采纳,获得10
9秒前
brightji发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
12秒前
hhh发布了新的文献求助10
12秒前
李健的小迷弟应助挽风采纳,获得10
13秒前
Akim应助zoeydonut采纳,获得10
15秒前
罗永昊完成签到,获得积分10
15秒前
沉静蛟凤发布了新的文献求助10
16秒前
充电宝应助寒江孤影采纳,获得10
16秒前
bkagyin应助失眠的硬币采纳,获得10
16秒前
99tyz完成签到,获得积分10
16秒前
JamesPei应助拉塞尔....采纳,获得10
17秒前
czp发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
Neeeeep发布了新的文献求助10
18秒前
qaq发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
22秒前
T影关注了科研通微信公众号
22秒前
22秒前
公孙玲珑完成签到,获得积分10
22秒前
希望天下0贩的0应助Wcy采纳,获得10
23秒前
23秒前
23秒前
zxr发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
26秒前
28秒前
28秒前
Nole应助沉静蛟凤采纳,获得10
28秒前
28秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7518101
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9105933
关于积分的说明 19440913
捐赠科研通 7123030
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3254213
关于科研通互助平台的介绍 2422788
邀请新用户注册赠送积分活动 2241066