Influencia de las interacciones de flujo en las características aerodinámicas de alas batientes tándem autopropulsadas con un ángulo de ataque diferente de cero

Es común en la naturaleza que aves o insectos vuelen en bandadas. Este estudio buscó entender el mecanismo de interacción entre flujos complejos y las características aerodinámicas de bandadas de organismos voladores empleando el método de Lattice-Boltzmann para investigar alas batientes tándem autopropulsadas con un ángulo de ataque de 10°. Se investigaron los efectos de la fase inicial de elevación, la separación inicial entre las alas delanteras y traseras, y la diferencia de fase entre los movimientos de elevación de las alas delanteras y traseras. Se encontró que cuando las alas delanteras y traseras baten en fase, la fase inicial de elevación y la separación inicial pueden influir en el estado locomotor final del sistema tándem, resultando en tres modos: vuelo estable, colisión y separación. Cuando el sistema tándem finalmente logra vuelo estable, se observa solo un estado de equilibrio. En este estado de equilibrio, el vórtice de borde de salida generado por el ala delantera se vuelve a unir a la superficie inferior del ala trasera, resultando en un 82.3% menos de eficiencia de sustentación pero un 19.9% más de eficiencia propulsiva en comparación con un ala única. Cuando las alas delanteras y traseras baten casi fuera de fase, el sistema tándem tiene mejores características de sustentación mientras mantiene un buen rendimiento propulsivo. Estos hallazgos mejoran la comprensión de los principios de generación de sustentación y empuje en el vuelo en bandadas y ayudarán a guiar el diseño de vehículos aéreos microbiónicos.