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Analytical and Observational Investigation of Colors Effects on Drag Reduction in Penguins

Journal of Bionic Engineering 2022年第4期19卷 1036-1053页

作者： grace tenorio Anna Zagrai William Allen Mostafa Hassanalian Department of Mechanical Engineering New Mexico TechSocorroNM87801USA Cottonwood Valley Charter School SocorroNM87801USA Depertment of Biosciences Swansea UniversitySwanseaSA28PPUK

All 18 extant species of penguin are strongly countershaded,having dark dorsal and light ventral *** this paper,the thermal effects of this body color in penguins are investigated through analytical and observational ***,a thermal analysis that takes into account the environmental characteristics of penguins’habitats,fluxes,and morphology is used to analytically calculate penguin dorsal surface ***,a turbulent analytical solution for a heated boundary layer over a flat plate is applied to show that the dark color on the top of the penguins’bodies is very effective at skin drag *** verify this result,a 2D model penguin is computationally analyzed at different temperatures,confirming in principle underwater skin drag reduction through color-based surface warming with efficiency savings of up to 30%.Finally,to study how color-based increases in body surface temperatures are maintained through foraging dives,thermal cameras are used to measure the surface temperature of captive penguins before and after *** study shows conceptually that dark dorsal coloration in penguins could have a significant influence on in-water drag.

关键词： Animal coloration Drag Energy balance Irradiation Penguin Thermal imaging Skin friction

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