Interacción Fluido-Estructura de Vigas Flexibles Tipo Bigote y Sus Implicaciones para la Detección de Flujo mediante Correlación por Pares
Autores: Glick, Raphael; Muthuramalingam, Muthukumar; Brücker, Christoph
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Interacción Fluido-Estructura de Vigas Flexibles Tipo Bigote y Sus Implicaciones para la Detección de Flujo mediante Correlación por Pares
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Eventos
Firmas de flujo
Bigotes
Estructuras turbulentas
Vórtices
Sensores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
(1) Antecedentes: La detección de eventos críticos o firmas de flujo en la naturaleza a menudo se presenta como una interacción acoplada entre un fluido y arreglos de vigas delgadas y flexibles, como pelos de viento o bigotes. Se hipotetiza que se obtiene información importante en entornos altamente ruidosos a través de la intercorrelación dentro del arreglo. (2) Métodos: El presente estudio utiliza un modelo de cabeza de león marino con bigotes artificiales en forma de vigas delgadas (fibras ópticas), que están sometidas a un flujo medio con estructuras turbulentas superpuestas generadas en el remolino de un cilindro. El seguimiento del movimiento del arreglo de fibras se utiliza para analizar la correlación de las deformaciones por flexión de pares de fibras. (3) Resultados: La correlación cruzada de la señal de flexión de pares de bigotes en tándem demuestra que la detección de vórtices y su paso a lo largo de la cabeza del animal es posible incluso en entornos ruidosos. El patrón subyacente, durante el paso de un núcleo de vórtice, es una respuesta similar a un tirón de los bigotes, que se puede encontrar en tiempos de llegada posteriores en una forma similar en la respuesta del bigote aguas abajo. (4) Conclusiones: Se pueden detectar estructuras vórtices coherentes a partir de la correlación cruzada de pares de sensores similares a vigas en voladizo incluso en flujos altamente turbulentos. Tales vórtices llevan información importante dentro del entorno, por ejemplo, la velocidad de convección subyacente. Más importante aún en la naturaleza, estos vórtices son señales elementales características dejadas por presas y depredadores. El presente trabajo puede ayudar a desarrollar aún más sistemas sensoriales de flujo o eventos críticos que pueden superar altos niveles de ruido debido al principio de correlación propuesto.
Descripción
(1) Antecedentes: La detección de eventos críticos o firmas de flujo en la naturaleza a menudo se presenta como una interacción acoplada entre un fluido y arreglos de vigas delgadas y flexibles, como pelos de viento o bigotes. Se hipotetiza que se obtiene información importante en entornos altamente ruidosos a través de la intercorrelación dentro del arreglo. (2) Métodos: El presente estudio utiliza un modelo de cabeza de león marino con bigotes artificiales en forma de vigas delgadas (fibras ópticas), que están sometidas a un flujo medio con estructuras turbulentas superpuestas generadas en el remolino de un cilindro. El seguimiento del movimiento del arreglo de fibras se utiliza para analizar la correlación de las deformaciones por flexión de pares de fibras. (3) Resultados: La correlación cruzada de la señal de flexión de pares de bigotes en tándem demuestra que la detección de vórtices y su paso a lo largo de la cabeza del animal es posible incluso en entornos ruidosos. El patrón subyacente, durante el paso de un núcleo de vórtice, es una respuesta similar a un tirón de los bigotes, que se puede encontrar en tiempos de llegada posteriores en una forma similar en la respuesta del bigote aguas abajo. (4) Conclusiones: Se pueden detectar estructuras vórtices coherentes a partir de la correlación cruzada de pares de sensores similares a vigas en voladizo incluso en flujos altamente turbulentos. Tales vórtices llevan información importante dentro del entorno, por ejemplo, la velocidad de convección subyacente. Más importante aún en la naturaleza, estos vórtices son señales elementales características dejadas por presas y depredadores. El presente trabajo puede ayudar a desarrollar aún más sistemas sensoriales de flujo o eventos críticos que pueden superar altos niveles de ruido debido al principio de correlación propuesto.