科罗拉多大学博尔德分校研究人员发现两种新现象，可利用工程化次表面振动降低飞机阻力

科罗拉多大学博尔德分校工程师 Mahmoud I. Hussein 及其团队报告了两项发现——超共振与无散射干涉，利用工程化的亚表面振动来减少飞机边界层湍流，并有望提升燃油效率。

原报道
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行业影响

若在风洞中得到验证，亚表面振动控制技术可能为航空航天、船舶及涡轮机械应用开辟一条超越传统飞行器外形设计的全新减阻途径。

科罗拉多大学博尔德分校的一位航空航天工程师报告了两项突破性发现，这些发现有望利用工程化的微观振动来减少客机边界层湍流，从而提升燃油效率。Ann and H.J. Smead 航空航天工程科学系教授 Mahmoud I. Hussein 及其团队在 Physical Review X 上发表了关于超共振的研究成果，并在 Proceedings of the Royal Society A 上发表了关于无散射干涉的研究成果。

这项研究聚焦于声子亚表面材料——一种能够被动操控与流体相互作用的表面振动的合成亚表面材料，该概念由 Hussein 于 2015 年提出，但此前只能在单一频率下运作。通过将 PSub 结构进行盘绕设计，研究团队证明了振动可以在很宽的频率范围内被操控，这一现象被称为超共振；而第二项发现——无散射干涉——则表明，以网格排列的一组组 PSub 能够在诸如机翼这样的大面积表面上延缓湍流的产生。Hussein 表示，自航空业诞生以来，主流范式一直是仅通过飞行器外形来控制阻力，而这项研究提供了一种利用能与气流动态相互作用的材料的新思路。

商用飞机在一次跨洲际飞行中会消耗超过 10,000 加仑的航空燃油。Hussein 实验室的博士生 Adam Harris 与 Aerospace Corporation 的 Armin Kianfar、马里兰大学帕克分校的 Christoph Brehm，以及加泰罗尼亚理工大学的 Daniel Yago 和 David Roca 共同撰写了这两篇论文。目前的研究仍属计算层面，不过其他团队已经制造出了实体 PSub 原型，并正朝着风洞验证方向推进；该项工作得到了美国国防部海军研究办公室为期五年、金额为 750 万美元的跨学科大学研究计划（MURI）资助。