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实验论证了鸟类呼吸时肺部气流环路的单向运动是什么,气流的单向流动?

2026-02-04 菜科探索 +
简介:为了解鸟类是如何调整呼吸的,纽约大学和新泽西理工学院的科学家们想到了一套基于简单模型的评估方法。

在 3 月 19 日发表于《物理评论快报》(Physical R

【菜科解读】

为了解鸟类是如何调整呼吸的,纽约大学和新泽西理工学院的科学家们想到了一套基于简单模型的评估方法。

在 3 月 19 日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)、题为《环形鸟肺网络模型中的流量校正》一文中,研究团队详细介绍了他们的观点和论证过程,且新发现具有工程增强的相关潜力。

近似于鸟肺的“球形鸡”呼吸示意图(来自:纽约大学应用数学实验室)

有理论称:鸟类的肺部结构中包含了环状的气道,可促进空气向一个方向流动,且具有较人类更高的呼吸效率。

通过一系列实验和模拟,研究团队最终证实了这一点。

Flow Experiments on a Network With Two Loops(via)

这项研究的发现,甚至有助于我们改善呼吸机等气体泵送装置,使之更好、更智能地控制气流和流量。

研究配图 - 1:环状鸟肺网络模型

资深研究作者、纽约大学库兰特数学科学研究所任职的 Leif Ristroph 副教授解释称:与空气较深地流入人肺的分支不同,在鸟类吸入和呼出的时候,空气会在其肺部中沿着一个方向运动。

2 - Flow Rectification in a Loopy Network(via)

基于此,鸟类才得以执行所有动物中最困难、且耗能最大的飞行活动。

无论是翻山越岭、还是飘扬过海,鸟肺都能保持深处的流通,并带来源源不断的新鲜空气。

研究配图 - 2:强流体网络中的流量实验系统

其实早在一个世纪前,科学家们就已经发现了鸟类呼吸系统的单向空气流动。

但对于这套生理机制的幕后谜团,一直缺少科学合理的空气动力学解释。

研究配图 - 3:电路中 AC-DC 转换的实验特性

为此,研究人员们在纽约大学应用数学实验室开展了一系列模拟鸟类呼吸的实验。

并打造了一套灌满水的环状管道,用以模拟空气流动。

然后将微粒混入水中,以追踪水流的方向。

研究配图 - 4:非对称电路仿真

结果实验发现,环状“呼吸”产生的往复运动,被有效转换成了绕着环路其中一个方向的单向流动。

实验室主任 Leif Ristroph 解释称,这就是在鸟肺内部发生的现实情况。

这种网络环路有点像是道路中的岔口,流量可选择在岔口处选用哪种路线策略。

之后科学家们通过计算机仿真来重现了实验结果,并给出了更加合理的解释。

研究合著者、NJIT 助理教授 Anand Oza 表示:惯性往往导致水流一直朝前而不是拐弯,因为后者会被涡流所阻碍。

由于节点在网络中的连接方式,最终导致了环路循环的单向流动。

至于这项研究的应用前景,显然包括了引导、控制和泵送流体等诸多方面 —— 从医疗保健、化学加工,到各种机械的燃料、润滑剂、冷却系统。

老爷庙乡开展“大锅台、大喇叭、大清扫”行动

(来源:滑县老爷庙乡人民政府) 为进一步提升农村人居环境质量,营造干净、整洁、有序的乡村风貌,3月27日,老爷庙乡充分利用周五“全民清扫日”有利时机,精心组织、广泛动员,开展人居环境整治“大锅台、大喇叭、大清扫”行动,以实际行动擦亮乡村底色。

行动当日,乡党委、政府统一部署,各村积极响应,党员干部带头干,广大群众、志愿者、公益性岗位人员齐上阵,形成了“干部带头、群众参与、全员动手”的浓厚氛围。

大家手持铁锹、扫帚、夹子等工具,热情高涨,分工协作,对责任区域进行了全面细致的清理。

本次行动聚焦人居环境整治的重点难点,以“大清扫”为抓手,对房前屋后、坑塘沟渠、村内主干道、背街小巷等关键部位进行了“拉网式”清理。

针对房前屋后乱堆乱放、卫生死角、坑塘沟渠内漂浮物及积存垃圾等问题,进行了集中整治和彻底清除,确保整治一处、清洁一处、靓丽一处。

部分村庄在集中劳动后,支起大锅台,大家同吃“大锅饭”,进一步增进了干群感情,激发了共建共享美好家园的内生动力。

下一步,老爷庙乡将持续健全人居环境整治长效机制,常态化开展“大锅台、大喇叭、大清扫”行动,推动人居环境从“一时美”向“持久美”转变,为建设宜居宜业和美乡村奠定坚实基础。

受贿1.22亿余元!云南省原副省长张祖林,被判无期

重庆市第一中级人民法院公开宣判云南省政府原党组成员、副省长张祖林受贿一案,以受贿罪判处被告人张祖林无期徒刑,剥夺政治权利终身,并处没收个人全部财产;

将追缴在案的张祖林受贿所得财物及其孳息依法上缴国库,不足部分继续追缴。

经审理查明:2001年至2023年,被告人张祖林利用担任云南省质量技术监督局党组书记、局长,云南省丽江市委副书记、市长,云南省昆明市委副书记、市长,云南省玉溪市委书记,云南省政府党组成员、副省长,云南省政府副省级干部、参事等职务上的便利以及职权或者地位形成的便利条件,为有关单位和个人在房地产开发、工程承揽、规划审批和融资贷款等事项上提供帮助,收受上述单位和个人所送财物共计折合人民币1.22亿余元。

重庆市第一中级人民法院认为,被告人张祖林的行为构成受贿罪,应依法惩处。

张祖林受贿数额特别巨大,并使国家和人民利益遭受特别重大损失。

鉴于张祖林受贿犯罪中有未遂情节,其到案后如实供述罪行,主动交代监察机关尚未掌握的大部分受贿事实,认罪悔罪,积极退赃,大部分赃款赃物及其孳息已追缴到案,且其检举揭发他人重大犯罪行为经查属实,有重大立功表现,具有法定、酌定从宽处罚情节,对其依法可予从轻处罚。

法庭遂作出上述判决。

据悉,重庆市第一中级人民法院于2025年4月10日公开开庭审理了该案。

庭审中,检察机关出示了相关证据,被告人张祖林及其辩护人进行了质证,控辩双方在法庭的主持下充分发表了意见,张祖林进行了最后陈述,并当庭表示认罪悔罪。

人大代表、政协委员、新闻记者和各界群众30余人旁听了庭审。

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