对车尾后缘布置仿生凹坑的高速磁悬浮列车进行数值模拟,研究仿生凹坑间距对磁悬浮列车气动性能的影响。研究结果表明,当气流流过尾车流线型前端仿生凹坑时,会在凹坑内部产生高速涡旋,使得车尾附近产生高速回流,增大尾车表面的正压区域面积,且凹坑间距越小,高速回流区范围越大,正压区域也越大。同时仿生凹坑对尾流涡旋有收紧、沉降作用,还会使得尾涡强度降低。当仿生凹坑间距过于密集,凹坑间距小于2.4×10-2H(H为列车高度),整车阻力会增加;当凹坑间距增大至2.4×10-2H~6.0×10-2H,整车减阻率随凹坑间距增大而持续增大至2.66%;当凹坑间距进一步增大至7.2×10-2H,整车减阻率下降为1.6%。

针对超临界流体萃取过程中高压环境下的密封问题,设计了一种具有仿生凹坑特征的新型密封圈。将仿生学原理应用到橡胶圈密封技术中,通过软件对光滑与非光滑表面密封圈进行数值模拟,观察在不同压缩量、不同凹坑直径和间距时,密封圈的接触应力和Von-Mises等效应力变化情况。计算结果表明,当压缩率为12%时,光滑和非光滑密封圈产生的接触应力均达到了超临界萃取过程工作的介质压力8 MPa,其中凹坑直径为2.0 mm、凹坑间距为3.0 mm的模型具有最好的密封性能和耐磨性。