E11 Aérodynamique non stationnaire

Topique

Cette même aérodynamique non stationnaire décrit généralement comment l'aile d'un insecte — cet insecte même, qui constitue déjà un autre modèle de ce système — génère sa propre portance et sa propre poussée maximales grâce à son mouvement de battement rapide et complexe. Au cours de ce mouvement, le champ d'écoulement d'air change radicalement à chaque cycle.

Contrairement à l'aile d'un avion, qui fonctionne selon une aérodynamique quasi stationnaire, cet insecte évolue dans un régime où l'historique final de cet écoulement d'air, la vorticité générée lors d'un cycle de battement précédent, a un effet final mesurable sur la force générée par cette aile.

La fonction de Wagner, quant à elle, capture cette même mémoire temporelle évoquée en introduction : la portance de l'aile de cet insecte n'atteint donc pas instantanément sa valeur d'équilibre finale, mais progressivement au cours de ce même cycle de battement.

Ce même nombre de Reynolds, spécifique à cet insecte, implique que la viscosité de l'air n'est pas négligeable pour lui. Par conséquent, le vortex généré par son aile persiste plus longtemps et est, de ce fait, considérablement plus intense par rapport à l'envergure finale de cette aile. Le fait que cet insecte vole avec une aile considérablement plus petite signifie que son nombre de Reynolds spécifique est encore plus faible et que, par conséquent, la viscosité de l'air influence encore davantage le comportement du vortex généré par son aile.

Ainsi, ce modèle, avec la portance et la poussée générées par le mouvement de battement rapide et complexe de son ouverture, fait que le nombre de Strouhal de cet insecte reflète l'efficacité optimale finale de ce vol oscillatoire – exactement la même efficacité optimale déjà établie par un autre modèle de cet ensemble pour la nage oscillatoire d'un poisson, et par un autre modèle encore, différent, de cet ensemble pour le vol oscillatoire d'un oiseau. Le fait que le nombre de Strouhal de cet insecte se rapproche encore plus de cette même plage optimale partagée avec ce poisson et cet oiseau signifie que, par conséquent, l'efficacité finale du vol oscillatoire de cet insecte est encore plus grande, nécessitant ainsi encore moins de puissance de vol que celle déjà établie par un autre modèle de cet ensemble basé sur la différence entre le métabolisme de vol et le métabolisme basal.

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