Qual è il profilo alare più efficiente durante un “flapping flight”, ovvero un volo con ali battenti? La risposta potrebbe arrivare, come si legge sulla rivista Proceedings of the Royal Society A, da un gruppo di matematici del Courant Institute of Mathematical Sciences presso la New York University (NYU). I ricercatori hanno condotto una serie di simulazioni nell’Applied Math Lab della NYU creando ali stampate in 3D che venivano messe meccanicamente in movimento e si “sfidavano” reciprocamente. I profili alari che risultavano vincitori avanzavano in questa sorta di competizione che, con il supporto di un apposito algoritmo, simulava quello che sarebbe potuto succedere in natura dal punto di vista evolutivo, ossia incroci e trasmissione ereditaria delle forme alari più efficienti in modo da arrivare, generazione dopo generazione, ad ali sempre più veloci.

Gli scienziati hanno hanno iniziato le prime “riproduzioni” con 10 diverse forme di ala le cui velocità di propulsione sono state misurate. L’algoritmo ha quindi selezionato le coppie di ali più veloci (i primi “genitori”) e combinato i loro attributi per creare ali “figlie” ancora più veloci che sono state poi stampate e testate in 3D. Questo processo è stato fino a creare 15 generazioni di ali, con ogni generazione che produceva “prole” più veloce della precedente. “Questo processo di ‘sopravvivenza del più veloce’ rileva automaticamente un’ala a forma di lacrima più veloce che gestisce in modo più efficace i flussi per generare la spinta”, spiega Leif Ristroph, autore senior dell’articolo. “Inoltre, poiché abbiamo esplorato una grande varietà di forme, siamo stati anche in grado di identificare esattamente quali aspetti del profilo sono stati decisivi per le migliori prestazioni delle ali più veloci”.

I risultati hanno mostrato che la forma dell’ala più veloce ha un bordo d’uscita sottile come un rasoio, che aiuta a generare forti vortici o flussi vorticosi durante lo sbattimento: l’ala lascia così una scia di “mulinelli” mentre spinge via il fluido per avanzare.

Questo studio potrà essere utile per affrontare un’ampia gamma di complessi problemi ingegneristici complessi, in particolare quelli che coinvolgono oggetti nei flussi, come lo snellimento della forma per minimizzare il trascinamento su una struttura. Per esempio, potrebbe essere utilizzato per ottimizzare la forma di una struttura per la raccolta dell’energia delle onde d’acqua.