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スマートモーフィブルサーフェスのしくみ


次に見下ろして太ももにセルライトが見られるときは、絶望しないでください。これらのくぼみは、実際にはより速く、より空力的になる可能性があります。

いいえ、冗談ではありません。スマートな変形可能な表面について学ぶと、肉体のカッテージチーズは祝う価値のあるものであることに気付くかもしれません。また、雹の嵐の中で車をへこませることは、少なくとも一部の運転状況では、燃費に良いかもしれないことも学びます。ただし、車や肌のへこみを祝う前に、スマートなモーフィング可能なサーフェスがどのように機能するかを知っておく必要があります。

スマートモーフィング可能サーフェス、またはスモーフは、周囲および内部の状態に応じて変化するサーフェスです。あなたの肌は一種のスモーフのようなものです。体重が増えるなど、肌の状態が変化すると、それに伴って肌も変化します。たとえば、ドリトスを強く叩き始めると、お腹が大きくなります。良いニュースは、あなたのジーンズとは異なり、あなたの肌はそれとともに成長するということです。あなたが妊娠したことがあるか、妊娠中の女性のおなかを見たことがあれば、あなたの肌は成長している体の部分に教えられて引き締まることができることを知っています。その体の部分が赤ちゃんを産んだり、ドリトスをニンジンスティックと交換したりすることで収縮すると、通常、皮膚も収縮します。

もちろん、私たちの肌は常に完全に収縮するとは限りません。大幅な体重減少の後、皮膚が緩み、ストレッチマークができることがあります。しかし、皮膚は体内の状態に反応するだけではありません。浴槽で長時間過ごすと、しわの寄った指になります。寒い日に裸で外に出ると、鳥肌が立ちます(公衆の面前でのヌードはほとんどの場所で違法であるため、引用も同様です)。スモーフは、常に滑らかで滑らかであるとは限らず、体の内外の状態に反応できるという点で、皮膚のようなものです。場合によっては、スモーフのディンプルは車の空気力学と燃費を改善することができます。あなたのストレッチマークだけが同じことをすることができれば。読み続けて、将来運転する可能性のある車の形状が変化するスキンが1分間くぼみ、次の分は滑らかになる可能性があることを学びましょう。これはすべて、運転条件によって異なります。

コンテンツ
  1. ディンプルと空気力学
  2. MITでのスモーフ
  3. スマートな変形可能な表面と車

>ディンプルと空気力学


天気の良い午後にゴルフ練習場に向かうと、車にスモーフを使用するためのインスピレーションがわかります。ゴルフボールは、外観がくすんでしわが寄っていて、エンジニアや他の研究者がえくぼ現象について行っている作業の一部を知らせるのに役立ちました。これは、えくぼ現象につながる可能性のある研究であり、したがって、自動車の燃費が向上します。

ゴルフボールは必ずしも意図的にへこんでいるわけではありません。実際、1800年代半ばまで、ゴルフボールは滑らかで、プレー中にのみへこみました。結局のところ、ラウンドごとに100回ほどヒットすると、多少のへこみやへこみができます。ゴルファーが古い、へこんだボールがさらに遠くに行くことに気づき始めたとき、彼らは新しいゴルフボールにも同じパフォーマンスを要求し始めました。そして、メーカーがへこんだボールの販売を開始したとき、現代のくぼみのあるゴルフボールが誕生しました。

ゴルフボールのくぼみは、へこみが空気がボールに「くっつく」ことを許さないので、それがさらに進むのを助けます。代わりに、ディンプルはボールが移動するときにボールに最も近い空気を乱します。各ディンプルは、ボールの周りに小さなミニサイクロンを作ります。空気が上を移動する滑らかな球のように見える代わりに、ボールの表面はティーカップの乗り物のように見えます。球は空中を移動しますが、周りに小さな円のねじれた空気があります。その渦巻く動きは、ボールの周りの空気をより速く動かすのに役立ち、ボールが直面する風の抵抗を減らします。風の抵抗が少ないということは、ボールを所定の距離だけ動かすのに必要なエネルギーが少ないことを意味します。

車の場合、風の抵抗が少ないということは、道路を前進するために必要なエネルギーが少ないことを意味します。これは、燃費の向上、または電気自動車の場合はバッテリーの消耗が少ないことを意味します。ただし、まだゴルフクラブを車に持って行かないでください。車のディンプルは、特定の状況でのみ効率を向上させます。そこでスモーフが登場します。

> MITでのスモーフ


これは単なる推測ですが、燃費が改善されたとしても、ほとんどの消費者はプリデントされた車を購入したくないという可能性があります。問題は、ディンプルは状況によっては風の抵抗を減らすだけです。他の状況では、滑らかな肌が望ましいです。自分の肌と同じように、スマートな変形可能な表面は周囲の状態に適応できます。

風船のようなスモーフを考えてみてください。風船を爆破すると、その表面は滑らかでタイトになります。ただし、漏れや気温の変化などにより、バルーン内の空気の量が変化すると、バルーンの表面は柔らかくしなやかになります。科学者が自動車の空気力学と燃料効率を改善することを望んでいるスモーフの場合、それらはしわになります。これらのしわは、より効率的な車を作る際に大きな助けになる可能性があります。

滑らかなものからくぼんだものへの変更は、スマートなモーフィング可能なサーフェスの「モーフィアビリティ」コンポーネントをカバーしますが、名前の「スマート」な部分も重要なコンポーネントです。寒いときは、「鳥肌が立つ時が来た」と肌に言う必要はありません。直面している状況に基づいて何をすべきかを知っています。スモーフは同じように機能します。彼らは直面する条件に反応して、最も空力的な表面を作ります。

マサチューセッツ工科大学の研究者は、条件に反応し、くぼみや滑らかになることで直面する空気抵抗を減らすシリコーンベースのスモーフを作成しました。ディンプルを作るために、研究者はスモーフの内部空間を減圧します。スモーフは、しわやくぼみのパターンを形成することにより、突然ビールの腹を失った人の皮膚のように、内部の体積の変化に反応します。内容積を増やすと、スモーフが滑らかになります。

車では、センサー、コンピューター、ソフトウェアを車両の外板に接続して、抗力測定値を確認し、必要に応じて外板の特性を調整して、抵抗を減らし、燃費を向上させることができます。

>スマートな変形可能な表面と車


ゴルフボールやメイベルおばさんの太もも(どちらも常にくぼみがあります)とは異なり、スモーフは、中の素材の量に応じて、滑らかなものとしわのあるものを切り替えることができます。ゴルフボールは、ディンプルが空気力学の改善を停止する速度を超えることはめったにないため、これを行う必要はありません。一方、車はゴルフボールよりもはるかに速く進むことができます。高速では、ディンプルは実際に風の抵抗を増加させます。そしてそれが私達があなたにあなた自身のディンプルをあなたの車に加えるのを控えるようにあなたに言った理由です。高速道路にぶつかると、自家製のへこみが遅くなり始めます。

研究者は、条件に応じて、抗力を最小限に抑え、空気力学を最大化するために、スモーフによって車の外観を調整できると考えています。車が比較的ゆっくりと進んでいる場合、スモーフはディンプルを引き出し、抗力と車が移動するのに必要なエネルギー量の両方を減らすことができます。車が速く進むと、スモーフは滑らかになり、車が空中を滑ることができます。車の外側にあるセンサーは、風の抵抗を読み取り、必要に応じて車のスキンを調整できます。

今日の車は、ほとんどの状況で可能な限り空力的になるように設計されています。しかし、車が一般的な空気力学で得たものは、特定の状況での空気力学では失われます。肌がくすんだ車は、状況に関係なく、可能な限り効率的になるように絶えず変化する可能性があります。

スマートなモーフィング可能な表面を備えた車はまだ道のりですが、スモーフは自動車の設計だけでなく、航空宇宙工学や建築材料にもいくつかのエキサイティングな可能性を開きます。たとえば、変形可能な表面を備えた建物は、従来の材料で作られた建物よりも強風に耐えることができる可能性があります。

きちんとね?そして、あなたはあなたのセルライトがあなたのために何もしていないと思いました。

>その他の情報

作成者注:スマートモーフィアブルサーフェスのしくみ

車の燃費を改善する方法を考えているとき、ほとんどの人は実際に車を動かす技術、または何が車に燃料を供給するのかを考えています。マスマーケットの自動車にアルミニウムや炭素繊維などの材料を使用するようになったのはごく最近のことで、自動車の製造に使用する材料が効率の向上に貢献できるかどうかを疑問視し始めました。ほとんどの人が未来の車を想像するとき、彼らは交通を切り裂く超滑らかな自動車を思い浮かべます。えくぼ現象のある形を変える車は、トロン風の感触や見た目とまったく同じではないかもしれませんが、先週縦列駐車を試みたときにフェンダーに付けたへこみについては確かに気分が良くなります。

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>ソース

  • ベニントン-カストロ、ジョセフ。 「スマートな変形可能な表面は自由にディンプルできます。」 MRS速報。 39. 8. 655–655。 2014年8月。(2014年10月20日)http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=9319822&fileId=S0883769414001766
  • チャンドラー、デビッドL.「変形可能な表面は空気抵抗をカットする可能性があります。」 MITニュース。 2014年6月24日。(2014年10月20日)http://newsoffice.mit.edu/2014/morphable-surfaces-could-cut-air-resistance-0624
  • ハード、アンドリュー。 「それはバブルガムではありません。それはMITの「モーファブル」な未来の自動車用スキンです。」デジタルトレンド。 2014年7月29日。(2014年10月20日)http://www.digitaltrends.com/cars/smorph/
  • ストックトン、ニック。 「明日の最速の車は、変形可能なスキンで覆われる可能性があります。」有線。 2014年7月24日。(2014年10月20日)http://www.wired.com/2014/07/the-futures-fastest-cars-could-be-covered-in-morphable-skins/

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