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    Équations de la dynamique des fluides utilisées pour trouver la disposition optimale des tiges dans le pappus de pissenlit

    Crédit :CC0 Domaine Public

    Une équipe de chercheurs de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne, l'Université de Twente et l'Università di Pisa ont utilisé des équations de la dynamique des fluides pour trouver la disposition optimale des tiges dans un pappus de pissenlit. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit leur travail et ce qu'il a montré.

    L'année dernière, une équipe de l'université d'Edimbourg a publié les résultats de son étude sur le vol des graines de pissenlit, réalisée à l'aide de caméras et de souffleries miniatures. Ils ont découvert que la conception unique du pappus - les poils ressemblant à des parachutes - permettaient aux graines de flotter sur le vent de manière très efficace. Ils ont découvert que pendant que le pappus flottait, les épines canalisent l'air autour d'elles de manière à former un vortex dans le sillage du pappus. Et parce que la pression de l'air est plus faible dans le vortex, le pappus et sa cargaison de graines peuvent rester en l'air plus longtemps qu'ils ne le feraient autrement. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont cherché à mieux comprendre le rôle du nombre d'épines dans la création du vortex et dans le maintien de la stabilité du vol.

    Pour mieux comprendre le comportement de vol du pappus, les chercheurs ont créé des modèles pour imiter son comportement en utilisant des équations de la dynamique des fluides. Dans leur papier, ils décrivent leurs modèles comme des ensembles de tiges reliées entre elles d'une manière similaire aux rayons d'une roue de bicyclette. Les équations physiques leur ont permis de modéliser les modèles de flux d'air qui se produisent naturellement lorsqu'un pappus flotte dans l'air.

    Crédit: Liquides d'examen physique (2019). DOI :10.1103/PhysRevFluids.4.071901

    Les chercheurs rapportent que leurs modèles ont montré les mêmes types de tourbillons se formant que les chercheurs avec l'effort précédent avaient vu de première main. Ils ont ensuite exécuté les modèles en utilisant différents nombres de tiges. Ils ont trouvé que le nombre optimal était 100, qui correspondait au nombre trouvé dans un vrai pappus. A ce numéro, le pappus était plus stable lorsqu'il flottait - avec plus de tiges, le vol est devenu instable; avec moins de tiges, la distance de vol a été réduite. Ils suggèrent que leurs découvertes pourraient être utilisées pour concevoir des parachutes plus légers.

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