Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Tsukuba creó la grabación más completa hasta la fecha de un ser humano nadando bajo el agua como una anguila o lamprea. Usando equipos de captura de movimiento y monitores de velocidad de partículas, los científicos pudieron estudiar esta propulsión submarina "ondulatoria"y los flujos de agua cercanos que creó. Descubrieron que los chorros producidos por los vórtices coalescentes ayudan a explicar la eficiencia de este método de natación, que podría aplicarse a los nuevos sistemas de propulsión.
Si observa un evento olímpico de natación, es posible que se sorprenda al ver a los atletas retorciéndose como anguilas al comenzar la carrera o justo después de darse la vuelta. Independientemente del tipo de brazada de natación utilizada para el resto de la vuelta, estos competidores han descubiertoque este movimiento ondulatorio es la mejor manera de acelerar rápidamente. Sin embargo, no se sabía previamente por qué este es el caso, y una mejor comprensión de la propulsión submarina puede conducir a submarinos y barcos más eficientes. Para esta investigación, un nadador a nivel nacionalse grabó nadando en un canal de agua usando 18 marcadores LED. Se utilizaron corrientes de microburbujas como trazadores de los campos de velocidad del agua en 3D. Esto permitió a los científicos comprender más completamente la fuente del empuje del nadador mientras ondula bajo el agua.
"La propulsión a través de un fluido, ya sea aire o agua, generalmente se basa en el principio de conservación del impulso", explica el autor Hirofumi Shimojo. "Por ejemplo, empujar el agua hacia atrás con las manos o los pies al nadar en el océano te hará movertehacia adelante. De manera similar, un motor a reacción puede hacer zoom a través del cielo empujando una corriente de aire hacia atrás fuera de sus motores ".
Los investigadores vieron que la patada descendente del nadador creaba vórtices de vanguardia que se movían desde la parte delantera hasta la parte posterior de sus pies. Después de que estos vórtices se desprendieron del cuerpo del nadador, se combinaron en una "estela de vórtice", que condujo a unchorro de flujo de agua que lo impulsó hacia adelante.
"Nuestro trabajo muestra la importancia de visualizar los complejos flujos de agua para comprender el origen de la eficiencia de la propulsión. En este caso, el nadador obtiene empuje de su patada hacia abajo debido a los vórtices y el flujo del chorro a su paso", dice el autor principal HidekiTakagi.
Estos hallazgos podrían proporcionar una visión más allá del movimiento humano. Agrega Shimojo, "Este trabajo puede ayudarnos a comprender las estelas creadas por otras formas de propulsión submarina, incluidas las que impulsan barcos y submarinos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :