Si bien las estructuras que emulan arreglos de burbujas en forma de espuma son livianas y baratas de construir, también son notablemente estables. Las burbujas que cubren el icónico Centro Acuático de Beijing, por ejemplo, tienen el mismo volumen, pero están dispuestas de una maneralo que minimiza el área total de la estructura, optimizando la construcción del edificio. Las matemáticas subyacentes a este comportamiento ahora se comprenden bien, pero si las áreas de las burbujas no son iguales, la situación se vuelve más complicada. En última instancia, esto hace que sea más difícildeclaraciones generales sobre cómo se puede minimizar el área de superficie total o, en 2D, la longitud del borde o el "perímetro" para optimizar la estabilidad estructural. En una nueva investigación publicada en EPJ E , Francis Headley y Simon Cox de la Universidad de Aberystwyth en el Reino Unido exploran cómo se pueden organizar diferentes números de burbujas 2D de dos áreas diferentes dentro de discos circulares, de manera que minimicen sus perímetros.
Utilizando simulaciones por computadora de hasta diez burbujas, el dúo investigó cómo se podían optimizar las formas de las burbujas, mientras obedecía las leyes matemáticas para la formación de burbujas. Su trabajo podría allanar el camino para nuevos diseños de estructuras complejas similares a la espuma que sontanto más fuerte como más barato que los diseños anteriores. También podría proporcionar nuevas ideas sobre las leyes físicas generales que rigen el diseño óptimo de burbujas con diferentes áreas. Para llegar a estas conclusiones, Headley y Cox notaron cómo la complejidad aumenta rápidamente para un mayor número de burbujas totales; mientras que cinco burbujas se pueden organizar de 20 maneras diferentes, un total de 314,748 estructuras son posibles para diez burbujas.
Headley y Cox calcularon sus arreglos de burbujas óptimos utilizando un software avanzado para encontrar la disposición de burbujas en el perímetro más bajo para cada relación de área. Para cada cantidad de burbujas, finalmente determinaron que el número de estructuras con el perímetro más pequeño para algún rango de relaciones de áreaaumentó a medida que aumentó el número de burbujas y, por lo tanto, el rango de relaciones de área que produce una estructura de burbuja particular con el perímetro más pequeño se volvió más estrecho.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Springer . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :