Il badminton affonda le sue radici indietro di oltre un millennio, ma la versione moderna del gioco della racchetta ha avuto origine alla fine del XIX secolo in Inghilterra. Oggi è il secondo sport più popolare al mondo dopo il calcio, con circa 220 milioni di persone che amano giocarci. Negli ultimi tre decenni, il badminton è stato uno sport olimpico competitivo e, con velocità degli "uccelli" che superano le 300 miglia all'ora nei tiri "smash", è sicuramente uno sport emozionante per gli spettatori.
I volani, noti anche come uccellini o uccellini, sono tradizionalmente realizzati con piume d'anatra, ma i volani in nylon sono diventati più ampiamente utilizzati grazie alla loro durata superiore. Il loro comportamento in volo, tuttavia, è molto diverso da quello dei tradizionali uccellini piumati.
In Fisica dei fluidi, un trio di scienziati in India ha esplorato le prestazioni aerodinamiche dei volani in nylon a varie velocità di volo. Attraverso analisi computazionali basate sulle interazioni bidirezionali fluido-struttura, il team ha accoppiato le equazioni che governano il flusso d'aria con equazioni che determinano la deformazione del bordo di un volano in volo. L'articolo è intitolato "Analisi computazionale delle interazioni fluido-struttura di un volano da badminton sintetico".
"Abbiamo studiato il flusso esaminando le forze aerodinamiche sul volano e le sue deformazioni ad ogni velocità di volo", ha detto l'autore Sanjay Mittal. "La pressione sulla gonna la fa deformare verso l'interno e questa deformazione aumenta con la velocità."
Il team ha identificato quattro distinti regimi di deformazione. A velocità inferiori a 40 metri al secondo (89 mph), la gonna mantiene la circolarità nonostante la deformazione della sezione trasversale; a velocità più elevate, si deforma e si deforma in un quadrato prima di vibrare radialmente. Alla fine subisce una deformazione circonferenziale ondulatoria a bassa frequenza.
"L'area della sezione trasversale del volano diminuisce con la velocità, il che riduce la portata del flusso d'aria attraverso il volano", ha affermato Mittal. "Le strutture a vortice che si formano all'interno del volano si indeboliscono quando si deforma. Come risultato di questi effetti, il volano deformato offre una resistenza all'aria molto inferiore rispetto alla sua controparte rigida."
I risultati computazionali dello studio confermano le misurazioni sperimentali, spiegando la fenomenologia del perché un volano in piume d'anatra non si deforma tanto quanto un volano in nylon e perché il volo di ciascuno ad alta velocità è abbastanza diverso. Dal punto di vista di un giocatore che riceve un tiro schiacciante, il volano in nylon, che viaggia più velocemente, è più difficile da restituire.
In definitiva, la ricerca potrebbe rappresentare un nuovo arco nella storia di questo amato sport.
"Il nostro studio apre la possibilità a progetti migliorati che rendano il volano in nylon strutturalmente più rigido in modo da imitare più da vicino le prestazioni aerodinamiche dei volani in piuma", ha affermato Mittal. "Questo potrebbe essere un punto di svolta, letteralmente."
Ulteriori informazioni: Analisi computazionale delle interazioni fluido-struttura di un volano sintetico da badminton, Fisica dei fluidi (2024). DOI:10.1063/5.0182411
Informazioni sul giornale: Fisica dei fluidi
Fornito dall'American Institute of Physics
