[发明专利]减小流体与表面之间的粘滞力的系统和方法

权利要求书

1.一种用于减小在表面上流体的粘性阻力的系统，包括：

在一定范围的频率下具有磁导率响应的超材料(20)；

其中：

所述超材料(20)置于所述表面上；和

所述磁导率足以在所述表面和所述流体之间产生排斥力以减小在所述表面上所述流体的粘性阻力。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述频率在大约10¹⁴和10¹⁶Hz之间的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中：所述磁导率具有上至大约25的绝对值。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中：所述磁导率的绝对值在大约5和15之间的范围内。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其中：所述磁导率的绝对值大于电容率的绝对值上至至少10倍。

6.根据权利要求1至5的任一项所述的系统，其中：表示所述排斥力，并且所述排斥力大于1，根据下式计算所述排斥力

U~=U/kT>1]]>

其中U表示范德华势能，k表示波尔兹曼常数，和T表示开尔文温度。

7.根据权利要求1至6的任一项所述的系统，其中：所述表面由空气动力学表面和流体动力学表面的至少一个组成。

8.根据权利要求7所述的系统，其中：所述空气动力学表面包括航空器机翼、尾翼表面、控制器表面、机身、螺旋桨叶、涡轮叶片的至少一个。

9.根据权利要求1至8的任一项所述的系统，其中：构造所述超材料(20)以至所述超材料(20)的所述磁导率和所述电容率具有负值。

10.根据权利要求1-9的任一项所述的系统，其中：所述超材料(20)由在所述表面上形成的一组纳米颗粒(26)组成。

11.一种减小相对于表面移动的流体的粘性阻力的方法，包括：

在所述表面和所述流体之间产生相对运动；和

通过将超材料(20)并入所述表面，在所述表面和所述流体之间产生排斥力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：产生步骤包括在大约10¹⁴和10¹⁶Hz之间的频率范围从具有磁导率响应的所述超材料(20)产生所述排斥力。

13.根据权利要求11或12的任一项所述的方法，其中：通过选择所述超材料(20)以具有上至至少大约25的磁导率绝对值产生所述排斥力。

14.根据权利要求11至13的任一项所述的方法，其中：

所述超材料(20)具有电容率；

通过选择所述超材料(20)以具有如此磁导率的绝对值产生所述排斥力，所述磁导率的绝对值大于所述电容率的绝对值上至至少10倍。

15.根据权利要求11-14的任一项所述的方法，其中：

通过选择所述超材料(20)以具有大于1的排斥势能产生所述超材料(20)的所述排斥力，根据下式计算所述排斥力

U~=U/kT>1]]>

其中U表示范德华势能，k表示波尔兹曼常数，和T表示开尔文温度。