2024-04-11 12:34 来源：得道网
鱼群成群游动会让鱼在水下出奇地隐蔽，一群鱼的声音听起来像一条鱼。
约翰·霍普金斯大学的工程师们利用高科技模拟鲭鱼成群游动的过程，获得了这项新发现，为鱼类成群游动的原因提供了新的见解，并有望设计和操作更安静的潜艇和自主水下交通工具。
资深作者拉贾特·米塔尔说:“众所周知，成群游泳可以保护鱼类免受捕食者的侵害，但我们质疑这是否也有助于减少它们的噪音。”“我们的研究结果表明，与单独游泳相比，成群游泳时它们的声音特征大幅下降，这可能确实是推动鱼群形成的另一个因素。”
这项工作最近发表在《生物灵感与仿生学》杂志上。
该团队以普通鲭鱼为基础创建了一个3D模型，以模拟不同数量的鱼游泳，改变它们的队形，它们彼此游得有多近，以及它们运动同步的程度。这个模型适用于许多鱼类，它模拟了1到9条鲭鱼被它们的尾鳍向前推进。
研究小组发现，一群鱼以正确的方式一起移动，在降噪方面效果惊人:一群7条鱼听起来像一条鱼。
米塔尔说:“捕食者，比如鲨鱼，可能会认为这是一条单独的鱼，而不是一群鱼。”“这可能对猎物鱼类产生重大影响。”
研究小组发现，减少声音的最大关键是尾巴拍动的同步性——或者实际上没有。
如果鱼们一起移动，同时拍打它们的尾鳍，声音就会加起来，总声音不会减少。但研究人员发现，如果它们交替拍打尾巴，它们就会抵消彼此的声音。
“声音是一种波，”米塔尔说。“如果两个波的相位完全一致，它们可以相加;如果它们的相位完全相反，它们可以相互抵消。这就是这里发生的事情，尽管我们谈论的是人类几乎听不到的微弱声音。”
约翰斯·霍普金斯大学机械工程专业的研究生周吉(音译)说，尾鳍的运动减少了声音，也在鱼之间产生了流动相互作用，使鱼游得更快，同时消耗更少的能量。
“我们发现，减少流动产生的噪音并不一定要以牺牲性能为代价，”周说。“我们发现，由于游泳者之间的流体动力相互作用，噪音的显著降低伴随着人均推力的显著增加。”
研究小组惊讶地发现，当一条游动的鱼加入另一条游动的鱼时，声音减少的好处就会显现出来。随着越来越多的鱼加入鱼群，噪音的减少也会增加，但研究小组预计，这种好处会在某个时候达到顶峰。
米塔尔说:“简单地聚在一起，以任何方式游泳都有助于减少声音特征。”“鱼之间不需要协调。”
接下来，该团队计划在模型中加入海洋湍流，并创建模拟，让鱼更“自由”地游泳。
