Flow Control Through Bio-inspired Leading-edge Tubercles: Morphology, Aerodynamics, Hydrodynamics and Applications

این کتاب اساس توبرکل‌های پیشرفته و الهام‌گرفته از زیستی را بر اساس باله‌های نهنگ گوژپشت به‌عنوان دستگاه‌های کنترل جریان غیرفعال اما مؤثر توصیف و توضیح می‌دهد، و همچنین راهنمای عملی جامعی را در کاربردهای آنها ارائه می‌دهد.  ابتدا مورفولوژی باله‌گر نهنگ گوژپشت را از منظر بیولوژیکی مورد بحث قرار می‌دهد، قبل از ارائه یافته‌های تجربی و عددی دقیق از تحقیقات گذشته توسط متخصصان مختلف در مورد مزایای غده‌های پیشرو و اجرای مهندسی آنها.

پیشرو- طرح‌ها و عملکردهای لبه غده‌ها از نظر درک نقش آنها در چابکی زیر آب این نهنگ‌ها و بهره‌برداری از دینامیک جریان آنها در توسعه راه‌حل‌های مهندسی جدید و جدید، توجه قابل‌توجهی را از سوی محققان به خود جلب کرده است.  تحقیقات گسترده در سال‌های اخیر نشان داده است که قابلیت مانور این نهنگ‌ها حداقل تا حدی به دلیل غده‌های لبه‌ای است که به‌عنوان دستگاه‌های کنترل جریان غیرفعال برای به تاخیر انداختن توقف و افزایش بالابر در رژیم پس از استال عمل می‌کنند.  علاوه بر مزایای ذاتی از نظر آیرودینامیک و هیدرودینامیک، تحقیقات در مورد غده های پیشرو نیز به حوزه های کاهش نویز، پایداری و کاربردهای صنعتی گسترش یافته است.

این کتاب به این حوزه ها می پردازد. با تاکید بر اثرات انواع سطح بالابر، رژیم های جریان، هندسه غده، پایداری سطح بالابر و کاربردهای صنعتی بالقوه، از جمله.  به این ترتیب، مشارکت‌های متخصصان کلیدی در زمینه‌های زیست‌شناسی، فیزیک و مهندسی را ارائه می‌کند که مطالعات قابل‌توجهی را برای درک جنبه‌های مختلف غده‌های پیشرو انجام داده‌اند.  با توجه به پوشش گسترده و تجزیه و تحلیل عمیق، این کتاب به محققان دانشگاهی، مهندسین شاغل و دانشجویان فارغ التحصیل علاقه مند به بهره برداری از چنین استراتژی کنترل جریان منحصر به فرد اما بسیار کاربردی خواهد بود.

This book describes and explains the basis of bio-inspired, leading-edge tubercles based on humpback whale flippers as passive but effective flow control devices, as well as providing a comprehensive practical guide in their applications.  It first discusses the morphology of the humpback whale flipper from a biological perspective, before presenting detailed experimental and numerical findings from past investigations by various experts on the benefits of leading-edge tubercles and their engineering implementations.

Leading-edge tubercle designs and functions have attracted considerable interest from researchers in terms of understanding their role in the underwater agility of these whales, and to exploit their flow dynamics in the development of new and novel engineering solutions.  Extensive research over the past recent years has demonstrated that the maneuverability of these whales is at least in part due to the leading-edge tubercles acting as passive flow control devices to delay stall and increase lift in the post-stall regime.  In addition to the inherent benefits in terms of aerodynamics and hydrodynamics, investigations into leading-edge tubercles have also broadened into areas of noise attenuation, stability and industrial applications.

This book touches upon these areas, with an emphasis upon the effects of lifting-surface types, flow regimes, tubercle geometries, lifting-surface stability and potential industrial applications, among others.  As such, it features contributions from key experts in the fields of biology, physics and engineering who have conducted significant studies into understanding the various aspects of leading-edge tubercles.  Given the broad coverage and in-depth analysis, this book will benefit academic researchers, practicing engineers and graduate students interested in tapping into such a unique but highly functional flow control strategy.