Xavier Boyer
Inspirée par la nécessité de protéger les animaux marins et de promouvoir des options durables dans les environnements marins, une équipe interdisciplinaire de chercheurs de l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah en Arabie saoudite et de l’Université de Sofia en Bulgarie se penche sur l’hydrodynamique des objets flottants au niveau air-eau interface.
En étudiant ces dynamiques, leur objectif est d’élargir la compréhension de l’hydrodynamique des fluides et des interactions de area complexes – et de faire progresser des domaines tels que la conception et les performances des systèmes d’ingénierie marine, des systèmes de bouées et des véhicules sous-marins.
Dans Physics of Fluids, d’AIP Publishing, l’équipe présente une étude de la dynamique des sphères flottantes (pensez à sauter des pierres) à l’interface air-eau. Leurs travaux ont révélé une hydrodynamique complexe impliquée dans la formation de cavités d’air horizontales et la transition entre le flottement et le saut.
L’étude de la fluidique et de la physique dans le contexte de la flottabilité implique plusieurs principes clés : la flottabilité, l’hydrodynamique, la résistance des fluides et un nombre de Reynolds.
La flottabilité fait référence à la power ascendante exercée sur un objet immergé dans un fluide, tandis que l’hydrodynamique se concentre sur le mouvement du fluide et ses interactions avec des objets solides.
La résistance du fluide, ou traînée, se produit lorsqu’un objet se déplaçant dans un fluide subit une résistance because of au frottement entre sa area et le fluide. Cette résistance dépend de facteurs tels que la forme, la taille, la vitesse et les propriétés du fluide d’un objet.
Pour analyser furthermore en détail le comportement des fluides, les scientifiques utilisent un paramètre sans dimension, un nombre de Reynolds, pour déterminer le variety d’écoulement autour d’un objet.
L’une des principales conclusions de l’équipe est qu’à mesure que la power de traction et la vitesse des sphères augmentent, leur comportement devient plus irrégulier. “Les sphères présentent des mouvements oscillatoires, plongeant dans l’eau, s’élevant vers et perçant la surface area de l’eau, et attachant des cavités d’air sous-marines dans une way horizontale”, a déclaré le co-auteur Farrukh Kamoliddinov de KAUST.
Ils ont également découvert que des angles de traction in addition grands entraînent des longueurs de cavité d’air différentes, des distances de saut plus grandes et un comportement de sortie d’eau additionally précoce, ce qui signifie que l’angle de traction joue un rôle important dans la development de l’hydrodynamique des sphères flottantes.
Et la cavité maintient un mouvement horizontal régulier à une vitesse constante sur une certaine length. La development de la cavité d’air présente des caractéristiques distinctes, notamment une forme d’aile inversée et un sillage turbulent derrière elle. Ce mouvement horizontal régulier et contrôlé de la cavité donne un aperçu de la dynamique complexe des fluides et ouvre la porte à d’autres explorations et applications.
“La compréhension de la dynamique des sphères flottantes et de la formation des cavités peut inspirer de nouvelles conceptions et innovations dans des domaines au-delà de l’ingénierie marine”, a déclaré Kamoliddinov. “Cela peut potentiellement conduire à de nouveaux systèmes de propulsion innovants, à des stratégies de réduction de la traînée, à des systèmes de propulsion fluidique et à des dispositifs fluidiques qui exploitent les caractéristiques des sphères flottantes.”
