Investigation of grid effects on surfaces with sensor hairs for selective acquisition of characteristic flow-field patterns (coincidence detector)

研究具有传感器毛发的表面上的网格效应,以选择性采集特征流场模式(重合检测器)

基本信息

项目摘要

Hair-like sensor structures which detect fluid motions close to a body are typically arranged in groups on many animals. Particular features are noticeable, e.g., the orientation of sensor hairs and their characteristic arrangement. Based on the most recent investigations of such creatures it can be assumed that such specific orientations and group arrangements of hairs - comparable to a grid or an array of rod-like wall-bound structures - may, on one hand, pre-condition the sensor signals, on the other hand, play a role in signal filtering. Both effects together will be called grid effects herein. Signal acquisition is specifically adapted to characteristic flow-field patterns of the respective environment (predator/prey) and signal processing is presumably considerably simplified (key word coincidence detector). Even under the influence of turbulent background noise this data-acquisition technique is apparently still selective enough to perform specific tasks, like detection of prey patterns or triggering of evasive actions. In engineering such grid effects are so-far completely unemployed, e.g. for flow diagnostics in turbulent or separated flows. For the investigation of these effects, carefully selected experimental and numerical investigations of the actions of characteristic flow-field structures on synthesised, structured hairy surfaces in unsteady and turbulent boundary-layer flows will be studied. The investigations will be performed under controlled boundary conditions, like orientation, elasticity and group arrangements of the sensor hairs. The present proposal is inspired by examples from biology. It is not intended to study grid effects in biology.
检测靠近身体的流体运动的毛发状传感器结构通常在许多动物上成组布置。特别的特征是明显的,例如,传感器毛的方向和它们的特征排列。 基于对这种生物的最新研究,可以假设毛发的这种特定取向和组排列-与网格或杆状壁约束结构的阵列相当-一方面可以预先调节传感器信号,另一方面在信号滤波中发挥作用。这两种效应在本文中一起被称为栅格效应。信号采集是专门适应各自的环境(捕食者/猎物)的特征流场模式和信号处理大概是相当简化(关键词重合检测器)。即使在湍流背景噪声的影响下,这种数据采集技术显然仍然有足够的选择性来执行特定的任务,如检测猎物模式或触发逃避行动。在工程中,这种网格效应迄今为止完全没有用,例如,用于湍流或分离流中的流动诊断。对于这些影响的调查,仔细选择的实验和数值研究的行动特征流场结构的合成,结构化的毛状表面在非定常和湍流边界层流动将进行研究。调查将在受控的边界条件下进行,如传感器毛的方向,弹性和组排列。本提案的灵感来自生物学的例子。它不是为了研究生物学中的网格效应。

项目成果

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