VERÓNICA RASPA - Nado biomimético: efecto de la configuración de estela y análisis de la disipación para nadadores anguiliformes

• Coloquios

Verónica Raspa.

IFIBA - CONICET & Depto de Fisica FCEyN - UBA

Jueves 22/8/2019, 14 hs. 

Aula Seminario, 2do piso, Pab. I. 

Nado biomimético: efecto de la configuración de estela y análisis de la disipación para nadadores anguiliformes

La forma en que las fuerzas hidrodinámicas están relacionadas con las estelas observadas detrás de sistemas biológicos en locomoción, es un tema en que la comunidad científica interdisciplinaria experimenta un interés creciente. La interacción entre el animal y el fluido medioambiente da lugar a la locomoción en un régimen cuyo número de Reynolds es medianamente alto (Re ≥100). Aves, peces y demás nadadores logran propulsarse empujando periódicamente y hacia atrás, el fluido en cuyo seno se desplazan; generando un flujo complejo caracterizado por la formación y eyección periódica de vórtices. Dependiendo de la especie, las estelas pueden distinguirse de acuerdo a su ordenamiento espacial respecto del eje de movimiento. Los experimentos muestran que el ordenamiento de los vórtices en la estela afecta la propulsión y que ese efecto está relacionado con el grado de mezcla que tiene el flujo en la zona cercana de la estela. Existen configuraciones que minimizan el grado de mezcla, lo que sugiere que controlar las fluctuaciones de velocidad en la estela puede ser valioso para el diseño y optimización de nadadores artificiales.

Cuando el nadador alcanza velocidad constante, el empuje compensa la fuerza de arrastre global. Si la forma de los nadadores cambia con el tiempo, el mecanismo de disipación no esta totalmente esclarecido. Abordamos este problema investigando la dinámica de nado ondulatorio usando placas rectangulares delgadas y flexibles. Demostramos que en este contexto, la fuente principal del arrastre proviene de la vorticidad que se desprende desde los bordes laterales del nadador. Este resultado brinda una ventaja comparativa a las láminas de mayor envergadura, lo que renueva la visión del papel de la relación de aspecto en el diseño de nadadores anguiliformes.