RESONANCIA DE UNA PLACA FLEXIBLE SOMETIDA A UNA TORSIÓN Y A UN FLUJO DE AIRE

Abstract

Resumen En la naturaleza, las ondas de torsión permiten a algunos animales desplazarse, ya sea en agua para algunos peces (como el pez cuchillo), o en el aire para algunas aves e insectos. En este trabajo se estudia la oscilación por torsión de una placa flexible alrededor de un eje que pasa por el centro de su anchura y recorre todo su largo. Esta placa cuenta con varillas rígidas colocadas a intervalos regulares de manera perpendicular a su eje, de tal manera que la sección transversal de la placa quede recta. Además, está forzada armónicamente en su borde de ataque. Cambiando la frecuencia de forzamiento se puede observar que la amplitud del borde de fuga cambia, pasando por un máximo en su frecuencia de resonancia. Esta frecuencia de resonancia es igual a la frecuencia teórica. Luego, se somete esta placa a un flujo de aire y se mide otra vez la amplitud del borde de fuga, así como el desfase entre las oscilaciones del borde de fuga y del borde de ataque. Observamos que el máximo de amplitud se desplaza hacia las pequeñas frecuencias. Comparamos las curvas de resonancia con un modelo de oscilador armónico que incluye una disipación cuadrática. Este modelo nos permite cuantificar el aumento de disipación que observamos en las curvas de resonancia. Cuando el flujo de aire aumenta en intensidad, el ancho de las curvas aumenta y se puede asociar un coeficiente de disipación a cada velocidad del aire. Concluimos que, además de provocar un decrecimiento en la frecuencia de resonancia, un flujo de aire más intenso genera una disipación mayor. In nature, torsional waves allow some animals to move, either in water for some fish (such as knifefish), or in air for some birds and insects. In this work, the oscillation by torsion of a flexible plate around an axis that passes through its width center and runs along its complete length is studied. This plate has rigid rods placed at regular intervals perpendicular to its axis, in such a way that the cross section of the plate is straight. In addition, it is harmonically forced on its leading edge. By changing the forcing frequency it can be observed that the amplitude of the trailing edge changes, passing through a maximum at its resonant frequency. This resonant frequency is equal to the theoretical frequency. This plate is then inmersed in airflow and the trailing edge amplitude is measured again, as well as the phase between the trailing edge and leading edge oscillations. We observe that the maximum amplitude is shifted towards lower frequencies. We compare the resonance curves with a harmonic oscillator model that includes a quadratic dissipation. This model allows us to quantify the increase in dissipation that we observe in the resonance curves. When the air flow increases in intensity, the width 6 of the curves increases and a dissipation coefficient can be associated with each air speed. We conclude that, in addition to causing a decrease in the resonant frequency, a more intense airflow generates greater dissipation. Palabras clave: