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Inspiration für technische Anwendungen © APA (dpa/Gambarini)
Inspiration für technische Anwendungen © APA (dpa/Gambarini)

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Mit rund hundert Härchen fliegen Löwenzahnsamen optimal

17.07.2019

Scheinbar schwerelos schweben die Samen des Löwenzahns, vom Wind über große Entfernungen getragen. Forschende der EPFL haben mit Kollegen den erstaunlich stabilen Flug der Samen modelliert, der Inspiration für technische Anwendungen liefern könnte.

Wie können die Samen auch bei Luftwirbeln stabil weiterfliegen? Dieser Frage sind Forscher der ETH Lausanne um Pier Giuseppe Ledda zusammen mit italienischen und niederländischen Kollegen nachgegangen. Sie entwickelten dafür ein mathematisches Modell, dass die Luftbewegung um den Flugschirm (Pappus) der Samen simuliert, wie die EPFL mitteilte.

Dank dieses Modells stellten sie fest, dass die Anzahl der Härchen des Schirms entscheidend ist für die Flugstabilität. "Unser Modell hat berechnet, dass die maximale Anzahl der Härchen für stabilen Flug bei um die hundert liegt", erklärte Ledda gemäß der Mitteilung. Das sei auch die Anzahl der Härchen, die Flugschirme natürlicherweise tragen.

Damit ein Objekt über größere Distanzen stabil durch die Luft reise, brauche es zwei Dinge, sagte EPFL-Professor Francois Gallaire: Zum einen müsse die Flugbahn (Trajektorie) so beständig wie möglich sein, zum anderen müsse der Strömungswiderstand groß genug sein. Bei rund hundert Härchen sind laut den Forschern beide Voraussetzungen optimal erfüllt.

Ringförmiger Luftwirbel

Im vergangenen Jahr hatten Wissenschafter der University of Edinburgh berichtet, dass sich während des Flugs der Blumensamen ein ringförmiger Luftwirbel unter dem Flugschirm bildet. Dies ist möglich, weil die Luft nicht nur um den Schirm herum, sondern auch durch ihn hindurch strömt. Die Lücken zwischen den Härchen spielen somit eine entscheidende Rolle für den stabilen Flug.

Wie die EPFL-Wissenschafter nun im Fachblatt "Physical Review Fluids" berichten, ergeben rund hundert Härchen gerade eine optimale Durchlässigkeit des Flugschirms: Bei mehr Härchen würde der ringförmige Luftwirbel unter dem Schirm zu groß, bei weniger zu klein. "Das würde zwar gute Stabilität bringen, aber nicht genug Strömungswiderstand", erklärte Ledda.

Die Erkenntnisse könnten auch technische Anwendungen inspirieren. So könnte man untersuchen, welche Auswirkungen die Porosität eines Objekts auf seinen Auftrieb und Stabilität der Flugbahn hätten, wurde Simone Camaari von der Universität Pisa zitiert.

Service: http://go.apa.at/VOBzl6DY

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