Le badminton trouve ses racines il y a plus d'un millénaire, mais la version moderne du jeu de raquette est née à la fin du 19e siècle en Angleterre. Aujourd’hui, c’est le deuxième sport le plus populaire au monde derrière le football, avec environ 220 millions de personnes qui aiment y jouer. Au cours des trois dernières décennies, le badminton a été un sport olympique de compétition, et avec des vitesses « d'oiseau » dépassant 300 mph lors de tirs « fracassants », il en fait certainement un sport passionnant pour les spectateurs.

Les volants, également appelés birdies ou oiseaux, sont traditionnellement fabriqués à partir de plumes de canard, mais les volants en nylon sont devenus plus largement utilisés en raison de leur durabilité supérieure. Leur comportement de vol, cependant, est très différent de celui des oiseaux à plumes traditionnels.

Dans Physique des Fluides, un trio de scientifiques indiens ont exploré les performances aérodynamiques des volants en nylon à différentes vitesses de vol. Grâce à des analyses informatiques basées sur des interactions fluide-structure bidirectionnelles, l’équipe a couplé des équations régissant le flux d’air avec des équations déterminant la déformation de la jupe d’un volant en vol. L'article est intitulé "Analyse informatique des interactions fluide-structure d'un volant de badminton synthétique."

"Nous avons étudié l'écoulement en examinant les forces aérodynamiques sur le volant ainsi que ses déformations à chaque vitesse de vol", a expliqué l'auteur Sanjay Mittal. "La pression exercée sur la jupe provoque sa déformation vers l'intérieur et cette déformation augmente avec la vitesse."

L'équipe a identifié quatre régimes de déformation distincts. À des vitesses inférieures à 40 mètres par seconde (89 mph), la jupe conserve sa circularité malgré la déformation transversale ; à des vitesses plus élevées, il se déforme et se déforme en carré avant de vibrer radialement. Finalement, il subit une déformation circonférentielle ondulatoire à basse fréquence.

"La section transversale du volant diminue avec la vitesse, ce qui diminue le débit d'air à travers le volant", a déclaré Mittal. "Les structures vortex qui se forment à l'intérieur du volant s'affaiblissent lorsqu'il se déforme. En raison de ces effets, le volant déformé offre une résistance à l'air bien inférieure à celle de son homologue rigide."

Les résultats informatiques de l'étude confirment les mesures expérimentales, expliquant la phénoménologie expliquant pourquoi un volant en plumes de canard ne se déforme pas autant qu'un volant en nylon et pourquoi le vol de chacun à grande vitesse est très différent. Du point de vue d'un joueur qui reçoit un coup smash, le volant en nylon, qui se déplace plus rapidement, est plus difficile à renvoyer.

En fin de compte, la recherche pourrait représenter un nouvel arc dans l'histoire de ce sport bien-aimé.

"Notre étude ouvre la possibilité de conceptions améliorées qui rendraient le volant en nylon structurellement plus rigide afin qu'il imite plus fidèlement les performances aérodynamiques des volants en plumes", a déclaré Mittal. "Cela pourrait littéralement changer la donne."

Plus d'informations : Analyse informatique des interactions fluide-structure d'un volant de badminton synthétique, Physique des fluides (2024). DOI :10.1063/5.0182411

Informations sur le journal : Physique des fluides

Fourni par l'Institut américain de physique