Дельфины славятся скоростью и ловкостью в воде, но как им это удается? Ученые долго искали ответ, пытаясь разобраться, как именно движения дельфина помогают ему эффективно плавать. Когда он взмахивает хвостом вверх‑вниз, то отталкивает воду назад — и вокруг возникает турбулентный поток с завихрениями разного размера. Раньше было сложно понять, какую роль играют эти вихри в движении животного.
Исследователи из Университета Осаки решили эту задачу с помощью суперкомпьютера: они смоделировали поток воды вокруг дельфина и разложили его на составляющие. В журнале Physical Review Fluids ученые рассказали, что главный секрет — в больших мощных вихрях, которые создает хвост. Эти крупномасштабные вихревые кольца отталкивают воду и генерируют основную тягу, двигающую дельфина вперед.
При этом большие вихри порождают множество меньших — такой процесс называют энергетическим каскадом. Однако мелкие завихрения почти не помогают движению: они лишь побочный продукт турбулентности. Выяснилось, что именно иерархия вихрей имеет решающее значение для понимания плавания дельфинов: крупные структуры обеспечивают скорость, а мелкие почти на нее не влияют.
Результаты оказались стабильны для разных скоростей плавания. В перспективе эти знания могут пригодиться для создания более быстрых и энергоэффективных подводных роботов, а также технологий управления турбулентностью.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что бонобо и дельфины способны на союзы с чужаками.
