Ces engins submersibles pourraient permettre par exemple aux chercheurs d’étudier de manières plus efficaces les profondeurs océaniques encore largement inexplorées, ou s’en servir pour des opérations de nettoyage ou de sauvetage.
"La plupart des poissons remuent leur nageoire caudale pour se mouvoir. Le type de nage d’une raie est beaucoup plus rare, c’est comme un drapeau qui ondule dans le vent", a expliqué Richard Bottom (en photo), étudiant diplômé en génie mécanique de l’université de Buffalo (UB).
A l’aide d’algorithmes, les chercheurs ont utilisé la dynamique des fluides computationnelle afin de résoudre des problèmes qui impliquent l’écoulement des fluides, la cartographie des courants d’eau et des tourbillons générés autour des raies en mouvement.
"L’étude est considérée comme la première du genre à se pencher sur les vortex au devant d’un objet en mouvement dans un environnement aquatique", a précisé Iman Borazjani, professeur adjoint de génie mécanique et aérospatial à l’UB.
Ce type de tourbillon a déjà été observé pour les vols d’oiseaux. Et c’est l’un des plus importants mécanismes mis en valeur également dans le vol des insectes.
Les tourbillons perçus sur les ondulations du corps de la raie provoquent des champs de pression positifs – basse pression sur l’avant et forte pression sur l’arrière – qui poussent le poisson vers l’avant. Parce que le déplacement dans l’air et dans l’eau est similaire, la compréhension des tourbillons demeurent un aspect tout aussi essentiel.
"En observant la nature, nous pouvons apprendre d’elle et inspirer de nouveaux modèles de voiture, d’avion et de sous-marin" a expliqué I. Borazjani. "Mais nous n’imitons pas seulement la nature. Nous voulons comprendre la physique sous-jacente pour une réutilisation future dans l’ingénierie ou dans la conception."
"D’autres études ont déjà montré que l’ondulation des raies ressemblait étroitement à l’allure d’une nage la plus optimale en piscine" a ajouté Richard Bottom. "Une grande partie de cette performance est due à la forme plate et ronde unique de la raie, ce qui lui permet de glisser facilement dans l’eau."
I. Borazjani et R. Bottom ont indiqué pour conclure vouloir poursuivre leurs recherches et étudier les différences de mouvement entre plusieurs types de raies.
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