Modelo de medusa cotidiana Naut: Explorando cómo los tentáculos y los brazos orales impactan la locomoción
Autores: Miles, Jason G.; Battista, Nicholas A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Modelo de medusa cotidiana Naut: Explorando cómo los tentáculos y los brazos orales impactan la locomoción
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Medusas
Tentáculos
Brazos orales
Velocidades de natación
Mezcla de fluidos
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las medusas son majestuosas, eficientes en términos de energía y una de las especies más antiguas que habitan los océanos. Quizás sea el segundo aspecto, su eficiencia, lo que ha cautivado a los científicos durante décadas para investigar su comportamiento locomotor. Sin embargo, nadie ha explorado específicamente el papel que pueden tener sus tentáculos y brazos orales en su potencial rendimiento de natación. Realizamos experimentos comparativos in silico para estudiar cómo el número, la longitud, la colocación y la densidad de los tentáculos/brazos orales afectan las velocidades de natación hacia adelante, el costo de transporte y la mezcla de fluidos. Se utilizó una implementación de código abierto del método de frontera sumergida (IB2d) para resolver el problema de interacción fluido-estructura completamente acoplado de una campana de medusa flexible idealizada con tentáculos/brazos orales poroelásticos en un fluido viscoso e incomprensible. En general, los tentáculos/brazos orales inhiben las velocidades de natación hacia adelante, al parecer suprimiendo la formación de vórtices. Se observan relaciones no lineales entre la longitud y la escala de fluido (Número de Reynolds), así como el número, la densidad y la colocación de los tentáculos/brazos orales, lo que ilustra que pequeños cambios en la morfología podrían resultar en disminuciones significativas en las velocidades de natación, en algunos casos de hasta un 80-90% entre los casos con o sin tentáculos/brazos orales.
Descripción
Las medusas son majestuosas, eficientes en términos de energía y una de las especies más antiguas que habitan los océanos. Quizás sea el segundo aspecto, su eficiencia, lo que ha cautivado a los científicos durante décadas para investigar su comportamiento locomotor. Sin embargo, nadie ha explorado específicamente el papel que pueden tener sus tentáculos y brazos orales en su potencial rendimiento de natación. Realizamos experimentos comparativos in silico para estudiar cómo el número, la longitud, la colocación y la densidad de los tentáculos/brazos orales afectan las velocidades de natación hacia adelante, el costo de transporte y la mezcla de fluidos. Se utilizó una implementación de código abierto del método de frontera sumergida (IB2d) para resolver el problema de interacción fluido-estructura completamente acoplado de una campana de medusa flexible idealizada con tentáculos/brazos orales poroelásticos en un fluido viscoso e incomprensible. En general, los tentáculos/brazos orales inhiben las velocidades de natación hacia adelante, al parecer suprimiendo la formación de vórtices. Se observan relaciones no lineales entre la longitud y la escala de fluido (Número de Reynolds), así como el número, la densidad y la colocación de los tentáculos/brazos orales, lo que ilustra que pequeños cambios en la morfología podrían resultar en disminuciones significativas en las velocidades de natación, en algunos casos de hasta un 80-90% entre los casos con o sin tentáculos/brazos orales.