三种不同速度下反向(从右向左)流动的比较。用绿色和蓝色染料可以看到水流，表明水流在更高的速度下被越来越多的扰乱。信用:NYU应用数学实验室一个研究小组在对20世纪早期设计的复制品进行一系列实验后发现，一个世纪前由工程师尼古拉·特斯拉发明的阀门不仅比以前实现的功能更强，而且今天还有其他潜在的应用。发表在《自然通讯》杂志上的研究结果表明，特斯拉的设备，他称之为“瓣膜导管”，可以利用发动机和其他机械的振动来泵送燃料、冷却剂、润滑剂以及其他气体和液体。
现在被称为特斯拉阀，这种专利设备激发了在流动网络和回路中引导流体的策略。
“值得注意的是，这项有100年历史的发明仍未被完全理解，并且可能在现代技术中以尚未被考虑的方式有用，”纽约大学库朗数学科学研究所副教授、该论文的资深作者叶小开·里斯特普解释道。虽然特斯拉被称为电流和电路的集大成者，但他不太为人所知的控制流量或液流的工作确实走在了时代的前面
特斯拉阀——一系列相互连接的泪滴形回路——被设计成只让流体沿一个方向流动，没有运动部件。该设备为正向流提供了一条清晰的路径，但反向流的路径较慢，但后一个缺点实际上表明，在需要控制流量而不是释放流量的情况下，存在潜在的、未实现的好处。
为了了解阀门的功能，Ristroph和他的合著者，NYU物理学研究生Quynh Nguyen和研究时的NYU大学生Joanna Abouezzi在NYU应用数学实验室进行了一系列实验。在这里，他们复制了特斯拉阀门的设计，并对其进行了测试，以测量其在两个方向上通过流量的阻力。
总的来说，他们发现这个设备的反应有点像开关。在低流速下，正向和反向流动的阻力没有差别，但是在某一流速以上，该装置突然“打开”，并显著地检查或阻止反向流动。
“至关重要的是，这种开启伴随着反向湍流的产生，这种湍流会用涡流“堵塞”管道并扰乱水流，”Ristroph解释道。“此外，这种湍流出现的流速比以前在更标准形状的管道中观察到的流速低得多——比圆柱形管道中的传统湍流速度低20倍。这显示了它控制流量的能力，它可以用于许多应用。”
谷歌硬盘上有一张描绘该作品的图片。
此外，他们发现，当流量不稳定时——当它以脉冲或振荡的形式出现时，该阀的工作效果甚至更好，然后该设备将其转换为平滑和定向的输出流量。这种泵送作用模仿了将交流电转换成直流电的交流-DC转换器。
“我们认为这是特斯拉对该设备的想法，因为他正在考虑用电流进行类似的操作，”Ristroph观察到。"事实上，他最出名的是发明了交流电机和交流-DC转换器."
如今，由于阀门能够控制流量并在低速时产生湍流，Ristroph看到了特斯拉20世纪早期发明的可能性。
“特斯拉的设备是传统止回阀的替代品，传统止回阀的活动部件往往会随着时间的推移而磨损，”Ristroph解释道。“现在我们知道它在混合方面非常有效，它可以用来利用发动机和机械的振动来泵送燃料、冷却剂、润滑剂或其他气体和液体。”
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