Interazione fluido-struttura di due bandiere inverse in formazione a scaglioni

Recentemente i raccoglitori di energia piezoelettrici sono diventati molto popolari per applicazioni di tipo micro-elettromeccaniche (MEMS) per via della loro affidabilità e lunga vita operativa. Una particolare configurazione si è rivelata estremamente vantaggiosa per l'estrazione di energia dai flussi di fluidi che si verificano naturalmente nell'ambiente utilizzando questi dispositivi, la bandiera inversa. Questa indagine mira a ottimizzare l'efficienza di due bandiere inverse in una configurazione tandem a scaglioni, che è ispirata al volo in formazione. I risultati possono potenzialmente giocare un ruolo chiave nella progettazione di un sistema a bandiere multiple per la scalabilità di questa tecnologia ad applicazioni che richiedono maggiore potenza elettrica rispetto ai MEMS. Finora sono state studiate e riportate in letteratura solo disposizioni bidimensionali di più bandiere inverse, ma quando si arriva alla pratica è necessario considerare tutte e tre le dimensioni spaziali. I risultati mostrano che una sovrapposizione delle due bandiere tra lo 0% e il 50% della loro larghezza nella direzione trasversale alla velocità indisturbata del flusso di fluido provoca un calo di prestazione della bandiera posteriore. Al contrario, la stessa sovrapposizione risulta essere la più vantaggiosa per il volo in formazione ravvicinata degli uccelli e degli aerei. Infine la massima efficienza dell'intera formazione viene ottenuta quando la bandiera posteriore è lontana dalla bandiera frontale nella direzione trasversale alla velocità indisturbata del flusso fluido.