Influência das interações de fluxo nas características aerodinâmicas de asas oscilantes tandem autopropelidas com um ângulo de ataque não nulo

É comum na natureza que aves ou insetos voem em bandos. Este estudo buscou entender o mecanismo de interação entre fluxos complexos e as características aerodinâmicas de bandos de organismos voadores, empregando o método de Lattice-Boltzmann para investigar asas oscilantes tandem autopropelidas com um ângulo de ataque de 10°. Foram investigados os efeitos da fase inicial de elevação, a distância inicial entre as asas dianteira e traseira, e a diferença de fase entre os movimentos de elevação das asas dianteira e traseira. Constatou-se que quando as asas dianteira e traseira batem em fase, a fase inicial de elevação e a distância inicial podem influenciar o estado locomotor final do sistema tandem, resultando em três modos: voo estável, colisão e separação. Quando o sistema tandem finalmente alcança voo estável, apenas um estado de equilíbrio é observado. Neste estado de equilíbrio, o vórtice de borda de fuga gerado pela asa dianteira se reata à superfície inferior da asa traseira, resultando em 82,3% menos eficiência de sustentação, mas 19,9% mais eficiência propulsiva em comparação a uma asa única. Quando as asas dianteira e traseira batem quase fora de fase, o sistema tandem apresenta melhores características de sustentação, mantendo um bom desempenho propulsivo. Esses achados melhoram a compreensão dos princípios de geração de sustentação e empuxo no voo em bando e ajudarão a guiar o design de veículos aéreos microbióticos biónicos.