新的成像過程以較低的成本產(chǎn)生了更準確的結果。圖片來源：橫濱國立大學藤本武史，川崎太郎和北村敬一

當噴氣式戰(zhàn)斗機迅速上升并向前加速時，聲波在飛機的表面和周圍的聲波中回蕩。充其量，這是令人不愉快的噪聲污染。在最壞的情況下，它會損壞飛機表面。消除這種沖擊波帶來了艱巨的挑戰(zhàn)，因為傳統(tǒng)方法往往會提供效率或精度，但不能同時提供兩者。

現(xiàn)在，日本橫濱國立大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種統(tǒng)一的震動傳感器，可以快速，準確地消除有害的震動波。他們于7月4日在《計算物理學》雜志上發(fā)表了他們的研究結果。

日本橫濱國立大學工程學副教授北村敬一說：“在計算流體動力學中，越來越需要一種簡單而準確的震動檢測方法�！� 但是科學家們不想完全消除沖擊，畢竟并不是所有的沖擊都是壞的。如果正確使用，沖擊波會流過腎結石并使鈣化的巖石崩解，使人更容易通過。該過程需要更高的準確性，以避免損壞健康的組織，但這可能很耗時。

北村說：“通過體外沖擊波碎石術將沖擊波應用于醫(yī)療領域�！� “這是美利堅合眾國最常見的腎結石治療方法之一。但是，大多數(shù)傳統(tǒng)的防震方法都是為了滿足準確性或效率而設計的。”

北村說：“在所有情況下，迅速識別沖擊波的確切位置非常重要�！�

在這項新研究中，研究人員將圖像處理方法與可壓縮流物理學中預期條件的理論相結合，即當流體具有可壓縮效果時，例如當流體以比聲速更快的速度運動時會產(chǎn)生沖擊波。這種速度是造成震動的原因。

研究人員改變了成像處理方法，以尋找壓力，而不是數(shù)字圖像中亮度的不連續(xù)變化。這使他們能夠快速看到?jīng)_擊波。通過將可視化的沖擊圖像與壓力如何在沖擊中跳躍的理論相結合，研究人員可以準確地預測特定沖擊波的行為。北村稱之為“計算便宜”的成像處理方法，因為它只關注最大壓力的輪廓，而不是試圖考慮圖像中所有可變壓力。

研究人員還將他們的方法與傳統(tǒng)傳感器進行了比較，以測試效率和準確性：Kanamori-Suzuki傳感器和Ducros傳感器。Kanamori-Suzuki使用流動特性理論來感應沖擊，并且以其準確性而著稱。Ducros被廣泛使用，并以其廉價的效率而聞名。

北村說：“在我們的例子中，我們證實了我們的方法與Kanamori-Suzuki方法一樣準確，并且與Ducros傳感器一樣便宜，”。

當前，該方法限于成像軟件使用的方形單元格。接下來，該團隊計劃擴展其方法，以應用于各種結構不同的網(wǎng)格。這可以應用于多種技術，包括改善噴氣機消散沖擊的方式。

北村說：“隨著這項研究的進展，震蕩捕捉能力將變得更加有效，從而大大降低了飛機飛行器的開發(fā)和空間開發(fā)的成本�！�