Resumen

La hidrodinámica y la energía de los mecanismos oscilantes bioinspirados han sido objeto de gran atención por parte de ingenieros y biólogos para desarrollar vehículos submarinos y aéreos. Los movimientos ondulantes y los de oscilación pura (o de inmersión) son dos mecanismos significativos que se utilizan en la naturaleza para proporcionar fuerzas de propulsión, maniobra y estabilización. Este estudio pretende dilucidar y comparar la firma vortical propulsiva y el rendimiento de estos dos importantes mecanismos naturales mediante un estudio numérico sistemático. Las ecuaciones de Navier-Stokes se resuelven, mediante un método de volumen finito basado en la presión, en un dominio de marco lagrangiano-euleriano arbitrario (ALE) que contiene una lámina NACA0012 en 2D que se mueve con una cinemática prescrita. Algunos de los hallazgos importantes son: (1) la producción de empuje de la lámina ondulante comienza a menor St y tiene una mayor pendiente de crecimiento con respecto a la St; (2) el mecanismo ondulante tiene algunas limitaciones para producir altas fuerzas de empuje; (3) la lámina ondulante muestra un menor consumo de energía y una mayor eficiencia; (4) el cambio del número de Reynolds (Re) en un St constante afecta al rendimiento de las oscilaciones; y (5) hay una aparición distinguible de vórtices en el borde de ataque en la estela de la lámina ondulante sin que se observen en la estela de la lámina ondulante, especialmente a mayor St.

• Materias:Materiales biomédicos Ingeniería biomédica Biomecánica Cinemática Articulación ósea
• Subjects:Biomedical materials Biomedical engineering Biomechanics Kinematics Bone joint
• Palabras claves:lámina ondulante, lámina ondulante, recibió una atención significativa, firma vortical propulsora, solucionador de métodos de volumen, mecanismo oscilante bioinspirado, importante mecanismo natural, menor consumo de energía, alta fuerza de empuje, lámina 2d naca0012
• Keywords:undulating foil, heaving foil, received significant attention, propulsive vortical signature, volume methods solver, bioinspired oscillating mechanism, important natural mechanism, lower power consumption, high thrust force, 2d naca0012 foil