logo móvil
Contáctanos

Purcell"s three-link swimmer: evaluación de geometría y pasos para desplazamiento y eficiencia óptimos

Autores: Nuevo-Gallardo, Cristina; Traver, José Emilio; Tejado, Inés; Vinagre, Blas M.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2021

Purcell"s three-link swimmer: evaluación de geometría y pasos para desplazamiento y eficiencia óptimos


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Desplazamiento
Eficiencia
Geometría
Primitivas de movimiento
Marchas
Optimización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento estudia el desplazamiento y la eficiencia de un micronadador de tres eslabones de Purcell en régimen de bajo número de Reynolds, capaz de moverse mediante la implementación de un primitivo de movimiento o paso. Se logra una optimización atendiendo a la geometría del nadador y los primitivos de movimiento, considerando la forma del paso y su amplitud. El objetivo es encontrar la geometría del nadador, la amplitud y la forma de los pasos que optimicen el desplazamiento y la eficiencia, tanto de forma individual como combinada (en este último caso se referirá como optimización multiobjetivo). Tres pasos tradicionales se comparan con dos primitivos propuestos por los autores y otros tres pasos definidos recientemente en la literatura. Los resultados demuestran que el mayor desplazamiento se obtiene con el paso de velocidad óptima de Tam y Hosoi, que también logra la mejor eficiencia en términos de consumo de energía. Los pasos rectilíneo y de eficiencia óptima de Tam y Hosoi son los segundos primitivos óptimos. En cuanto a la optimización multiobjetivo y considerando los dos criterios con el mismo peso, los pasos óptimos resultan ser el rectilíneo y el de eficiencia óptima de Tam y Hosoi. Por lo tanto, las conclusiones de este estudio pueden ayudar a los diseñadores a seleccionar, por un lado, la mejor geometría de nadador para un primitivo de movimiento deseado y, por otro lado, el método óptimo de movimiento para el seguimiento de trayectorias para este tipo de nadadores de Purcell según el objetivo de control deseado.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro