Balıkların Yüzmesinin Fiziği

Baliklarin Yuzmesinin Fizigi
Baliklarin Yuzmesinin Fizigi - Stratejik yüzücü. Kırmızı burun tetra balığı (Hemigrammus bleheri) Ani hareketli ve kıyı yüzme modelini kullanır. Roberto/stock.adobe.com

Bazı balık türleri, vücutlarının dönüşümlü olarak dalgalandığı ve kıyıya yanaşırken sabit kaldığı bir ileriye atılma düzeninde yüzerler. Kesintili yüzmeyi simüle etmek sürekli yüzmeye göre daha zor olsa da, araştırmacılar şimdi bu modun balıklar için avantajlarını ve balık benzeri robotlar için potansiyel uygulamalarını anlamak için derinlemesine simülasyonlar yaptılar. Simülasyonların videosunda sanal bir balık, neredeyse durma noktasına kadar sakin bir şekilde ilerlemeden önce kıpırdanarak hızlanırken görülüyor. Araştırmacılar, daha aerodinamik bir vücut pozisyonunun neden olduğu sürtünmedeki azalmanın, kıyıya yanaşma aşaması sırasında itici güç eksikliğini telafi edebileceğini keşfetti. Ancak bu taktik, ileriye atılma uzunluğu gibi parametreler optimize edildiğinde en iyi sonucu veriyor.

Araştırmacılar, testlere ve analitik modellere dayanarak aralıklı yüzmenin daha etkili olabileceğini yaygın bir şekilde kabul etmelerine rağmen, kısmen akışın sabit olmayan karakteri nedeniyle kapsamlı bir simülasyon zor olmuştur. Japonya Deniz-Dünya Bilim ve Teknoloji Ajansı’ndan (JAMSTEC) Gen Li ve çalışma arkadaşları tarafından iki aşamalı bir protokol oluşturulmuştur. İlk aşamada, balık dalgalanmaları için çeşitli genlik ve frekanslarla bir dizi uzun ani hareketler ve kıyı çalışması simüle ediyorlar. Daha sonra, kopyalayıp yapıştırdıkları bu simülasyon bilgilerinin parçalarını, rastgele patlama ve kıyı yüzme modellerini yeniden üretmek için kullanıyorlar.

Araştırmacılar, daha önce de yaptıkları bu yöntemi kullanarak dalgaların frekansı ve genliği gibi değişkenlerin ideal değerlerini önemli miktarda işlem gücü kullanmadan belirleyebildiler. Aralıklı ve sürekli yüzmenin etkinliğini çok detaylı bir şekilde karşılaştırabiliyorlar. Veritabanında kullanılan uzun bir simülasyon videoda gösterilmektedir. Bu simülasyon 15 kuyruk atışı döngüsüyle başlıyor ve ardından bir süre devam ediyor.

Daha önce fark edilmeyen hızlı değişimler gösteren sürükleme, giriş gücü ve itme gücü de dahil olmak üzere birçok parametre Li ve meslektaşları tarafından zaman içinde izlenebilir. Araştırmacılar, ani hareketlerin ve hızlı yüzmenin sürekli yüzmeden daha az enerji kullanabileceğini, ancak örneğin her ani ve hızlı döngü uzunluğunun çok fazla olması durumunda bu taktiğin çok etkisiz hale gelebileceğini keşfetti. Balık benzeri robot tasarımcılarının enerji tüketimini azaltmak için yüzme parametrelerini dikkatlice optimize etmeleri gerekecektir çünkü gerçek balıkların bu yüzme biçimini geliştirmek için milyonlarca yılı olduğu şüphesizdir.

Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/8

 

 

 

Günceleme: 17/01/2023 12:43

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz