Le vol horizontal en régime permanent d’oiseaux, d’insectes, de chauve-souris et de dinosaures volants est caractérisé par les paramètres suivants : l'envergure L(une longueur), la surface des ailes A, le poids de l’animal W, la fréquence de battement des ailes f (cycles/unité de temps), la vitesse vers l’avant V, la densité de l’air ρ et sa viscosité μ.
a) En choisissant A, V, ρ en tant que paramètres répétitifs, déterminer tous les groupes adimensionnels associés à ce problème. Si possible, traduiser ces paramètres en fonction de groupes couramment utilisés en mécanique des fluides.
b) Considérer maintenant la fabrication d’un modèle robotisé du quetzalcoatlus, dinosaure considèré comme le plus gros animal volant ayant jamais existé. On estime que ce dinosaure avait une portée de 11 m et qu’elle pesait 1350 N. Assumer par ailleurs qu’il battait des ailes 20 fois/minute et avançait à une vitesse constante de 10 m/s. Le modèle sera géométriquement similaire en se basant sur des fossiles, mais pour des raisons évidentes, l'envergure du modèle sera réduite à 2 m. Déterminer le poids, la vitesse vers l’avant et la fréquence de battements des ailes de sorte que la similitude dynamique soit préservée. Envisagez-vous des difficultés en ce qui concerne la mise à l’essai du modèle. Si oui, proposer une solution qui pourrait être envisageable?

Contribution de Stavros Tavoularis, Départment de Génie Mécanique, Université d'Ottawa, Ottawa, Canada.