Si tuviera que diseñar un avión no tripulado para pájaros o delfines desde cero, ¿cómo construiría las alas?
Esa es la pregunta que el Profesor Asistente de Matemáticas de la Universidad Estatal de Florida, Nick Moore, planteó en un nuevo artículo publicado por la revista académica Física de fluidos .
Específicamente, quería saber qué tan flexibles deberían ser las alas o las aletas, de modo que si un ingeniero diseñara un dron volador o de natación, podría crear el más eficaz posible.
"Queremos entender cómo las alas y las aletas funcionan de manera diferente cuando están hechas de material flexible", dijo Moore. "A veces, la flexibilidad realmente puede aumentar el rendimiento, pero demasiada flexibilidad puede ser algo malo. Queremos encontrar la felicidad".medio."
Además, Moore quería ver si permitir que el ala sea más flexible en ciertos lugares podría ayudar aún más. Encontró que concentrar la flexibilidad cerca del frente del ala, mientras mantiene la espalda rígida, maximiza su capacidad de empujar hacia adelante cuandoestá batido
De hecho, un ala diseñada de esta manera genera un 36 por ciento más de empuje que uno para el cual la flexibilidad es constante en todo momento.
Moore dijo que el modelo matemático ayuda en la comprensión fundamental de cómo las aves, los insectos y algunos anfibios están diseñados desde una perspectiva biológica. Pero las ventajas prácticas para los ingenieros que diseñan robots son aún mayores.
"Quizás los ingenieros lo vean como una forma de mejorar los diseños", dijo. "Si puede controlar exactamente cómo construir un ala de aleteo, así es como debe hacerlo".
Los drones se están utilizando en todo tipo de formas, desde el diseño de la construcción hasta los esfuerzos militares y las operaciones de búsqueda y rescate.
Para realizar los cálculos, Moore utilizó ecuaciones diferenciales parciales que se resolvieron en una computadora ordinaria.
Al principio, Moore eligió manualmente los diseños de alas que se pusieron a través de la computadora para ser probados
Sin embargo, en última instancia, desarrolló un algoritmo que permitió a la computadora sugerir sus propias conjeturas, y esto se usó para precisar el diseño óptimo.
Gran parte de las matemáticas avanzadas realizadas en el mundo en este momento requiere supercomputadoras, pero Moore adopta un enfoque diferente. Utilizó ecuaciones relativamente simples para que los diseñadores con experiencia en matemáticas o ingeniería pudieran replicar el trabajo.
"Me gusta gastar más energía simplificando las matemáticas tanto como sea posible, para que los cálculos se puedan ejecutar en una computadora de escritorio, o incluso en una computadora portátil, en un tiempo razonable", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Florida . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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