Energiesparmechanismen von fliegenden Kanadagänsen während der Migration

Wir haben einen Flügelschlagmechanismus der Kanadagans anhand eines Modells mit zwei Gelenkarmen unter instabilen aerodynamischen Bedingungen simuliert, um zu untersuchen, wie viel Energie bei der Migration eingespart werden kann. Anhand der Geschwindigkeits- und Druckverteilungen am Flügel haben wir ermittelt, dass eine Gans durch die Verringerung des Luftwiderstands aufgrund der veränderten Flügelform etwa 15 % ihrer Energie einsparen kann. Aus dem Strömungsfeld im Nachlauf haben wir ermittelt, dass eine hinterherfliegende Gans durch Ausnutzung der induzierten Kraft, die durch ein Paar dreidimensionaler spiralförmiger Flügelschlag-Vorteilstrudel (FAV) in V-Formation entsteht, etwa 16 % ihrer Energie einsparen kann. Wir haben quantitativ abgeleitet, dass die optimale Tiefe etwa 4 m von der Flügelspitze einer vorausfliegenden Gans entfernt liegt und der optimale WTS zwischen 0 und -0,40 m in der Spannweitenrichtung liegt. Die Phasendifferenz des Flügelschlags zwischen der vorausfliegenden und der hinteren Gans wurde ebenfalls auf etwa 90,7° geschätzt, um den aerodynamischen Vorteil durch FAV effektiv zu nutzen.

Autorentext

Joo-Seong Maeng schloss sein Studium an der Hanyang University in Seoul mit einem Bachelor of Science in Maschinenbau ab. Er hat einen Master und einen Doktortitel der Ecole nationale Superiure d'Electronique d'Electrotechnique d'Informatique et d'Hydraulique de Toulouse (ENSEEIHT). Seine Forschungsgebiete sind experimentelle und computergestützte Strömungsmechanik sowie Mikrofluidik.