Intelligent Mechanics (i-mech) in Nature and Design
The study explores the Systems Biology of fin membranes in fish, focusing on the functional geometry of fin rays. It begins with an anatomical overview, followed by detailed calculations and measurements that reveal the mechanics of these structures. The research aims to enhance the understanding of how fin rays contribute to fish movement and functionality in aquatic environments.
The research paper explores the nature of fluid-mechanical vortex coils, which consist of spirally arranged coherent vortex filaments. It highlights the lack of a universally accepted theory regarding spiral vortex formations in fluid mechanics, despite the historical contributions from figures like Helmholtz. The paper discusses modern theoretical approaches that define coherent vortex formations as connected areas exhibiting dominant vortex strength, emphasizing the significance of these structures in understanding fluid dynamics.
The paper examines the efficiency of search algorithms that utilize intergenerational information for optimization, highlighting the adaptation of process parameters. It addresses the high costs associated with traditional strategies and introduces an elegant algorithm that transfers adaptation processes into the spectral range of object variables. The focus is on the convergence behavior when processing simple yet high-dimensional quality functions, providing insights into improving optimization strategies in biological contexts.
Abstract from the year 2016 in the subject Engineering - Naval Engineering, Ocean Engineering, course: Bionic Engineering, language: English, comment: Michael Dienst, yachtsman and bionic scientist in Berlin, says why biological systems can be a model for future yacht design. An interview on the "Future of sailing" was released in early 2016 in a German sailing magazine in abbreviated form., abstract: Bionics analyses phenomena in nature to derive technical solutions for the future. Especially with the fluidic creatures, animals and plants that live in the water or flying through the air, in the millions of years of biological evolution the nature had deep look into the bag of tricks of physical effects. In fluidics, it depends on smallest amounts of energy, the efficiencies must be high, the losses small and it is an absolute lightweight hip. That's also in sailing that way.
Eine Methode für die Frühe Phase der industriellen Produktentwicklung
Die Industrie strebt zunehmend danach, Lösungen aus der Natur für technische Herausforderungen zu nutzen. Der Aufsatz präsentiert die Methode OOX (The Origin of X), die speziell für die frühe Phase der Produktentwicklung konzipiert ist. Diese Methode hilft Konstrukteuren und Designern, die grundlegenden Ursachen von Gestaltungsaufgaben zu identifizieren und fördert die Entwicklung bionischer Lösungen. Das Ergebnis von OOX ist ein strukturiertes Journal, das als Wissensfundus dient und die Grundlage für eine computerbasierte Weiterverarbeitung der Informationen bildet.
Reihenuntersuchungen NACA 0016
Die Arbeit untersucht die Transitions- und Separationseigenschaften des NACA-Standardprofils NACA0016 unter verschiedenen Anströmrichtungen mithilfe potentialtheroretischer Methoden. Zunächst werden grundlegende Konzepte zu laminaren und turbulenten Grenzschichten erläutert. Ziel ist es, Methoden zu entwickeln, die erste Erkenntnisse über das Stallverhalten von Profilen für Seefahrzeuge liefern. Die Ergebnisse zeigen, dass die Potentialtheorie in der Strömungssimulation begrenzt ist, jedoch nützliche Informationen für die Entwicklung synthetischer Profile bereitstellt.
Der Aufsatz behandelt die Entwicklung eines Bodeneffektsegels, das als textile Tragflügelkonstruktion für Segelfahrzeuge, insbesondere Segeljollen und Yachten, konzipiert ist. Es wird beschrieben, wie dieses Segel bei Halb- und Amwindkursen in einem flachen Winkel zur Wasseroberfläche eingesetzt wird, um zusätzliche vertikale Auftriebskräfte zu erzeugen. Die innovative Technik zielt darauf ab, die Effizienz und Leistung von Segelfahrzeugen zu verbessern.
Bionik, Leistungsähnlichkeit und affine Skalierung
Das Buch behandelt die Entwicklung eines künstlichen Flügels für Surfboard-Finnen, inspiriert vom zentralen Handknochensystem von Wirbeltieren. Der Fokus liegt auf intelligenten mechanischen Lösungen, die die Leistungsmerkmale verbessern. Durch eine kompaktere Geometrie und erhöhte Elastizität wird ein äußerst robustes und regeneratives Flügel-System geschaffen, das den Anforderungen an Belastungsanpassung gerecht wird. Die Ansätze zur Geometrie-Reduktion und deren Auswirkungen auf die Widerstandsfähigkeit werden eingehend analysiert.
Der Aufsatz beleuchtet das Konzept der Citizen Science, das Bürgerinnen und Bürger aktiv in Forschungsprozesse einbindet. Dabei wird der Fokus auf die Verantwortung und das Engagement für das Gemeinwohl sowie den respektvollen Umgang mit kultureller Vielfalt und natürlichen Ressourcen gelegt. Der aktuelle Anstieg an Bürgerforschung wird als Teil einer gesellschaftlichen Bewegung interpretiert, die das Bedürfnis nach Mitgestaltung in der Wissensgenerierung und -bewertung widerspiegelt.
Die Faltungs-Struktur-Bauweise, die in diesem wissenschaftlichen Aufsatz vorgestellt wird, bietet Konstrukteuren ein voll parametrisierbares Gestaltungselement für technische Scheiben, Schalen und Membranen. Der Fokus liegt auf der biomedizinischen Technik und der innovativen Anwendung dieser Struktur in der Entwicklung technischer Komponenten.