Credito:City University London
I risultati del team sono stati pubblicati in Natura:rapporti scientifici :"Ritardo di transizione utilizzando matrici biomimetiche a scala di pesce, " e nel Giornale di Biologia Sperimentale :"Formazione di striature nel flusso su matrici di squame di pesce biomimetiche".
Ridurre la resistenza significa aumentare la velocità degli aerei e ridurre il consumo di carburante, un'importante area di studio per aerodinamici come il professor Bruecker, Cattedra di ricerca della Royal Academy of Engineering della città in rilevamento ispirato dalla natura e controllo del flusso per il trasporto sostenibile, e la cattedra di ingegneria aeronautica Sir Richard Oliver BAE Systems di City.
Attraverso il loro studio biomimetico, Il team del professor Bruecker ha scoperto che la matrice a scaglie di pesce produce un movimento a zig-zag del fluido in regioni sovrapposte della superficie del pesce, che a sua volta provoca una modulazione periodica della velocità e un flusso striato che può eliminare la transizione indotta dall'onda di Tollmien-Schlichting per ridurre la resistenza all'attrito della pelle di oltre il 25 percento.
Un esame della visualizzazione del flusso di petrolio utilizzando la fluidodinamica computazionale (CFD) su branzini e carpe comuni ha permesso agli autori di elaborare un'ipotesi di lavoro:
"Computation Fluid Dynamics (CFD) è stato utilizzato per studiare il modello di flusso sulla superficie e ha rivelato un effetto finora sconosciuto delle scale come meccanismo per generare un modello regolare di striature parallele di velocità del flusso nello strato limite. Per dimostrare la loro esistenza anche su la vera pelle di pesce, la visualizzazione del flusso dell'olio è stata eseguita su branzini e carpe comuni, che anzi confermavano la loro presenza in maniera regolare lungo il loro corpo reale, con la stessa disposizione relativa alla matrice di scala osservata lungo la superficie biomimetica. Questi risultati hanno permesso agli autori di ipotizzare un possibile meccanismo per il ritardo di transizione, ispirato da vari precedenti studi fondamentali di transizione, dove strutture striate generate da elementi di rugosità cilindrici o array di generatori di vortici hanno mostrato un ritardo di transizione."
Squame di pesce, aerodinamica. Credito:città, Università di Londra
Utilizzando il tunnel di acqua laminare appositamente attrezzato presso l'Università di Stoccarda in Germania, Il professor Bruecker e il professor Rist (Università di Stoccarda) hanno testato l'ipotesi di un ritardo di transizione (trascinamento) sperimentando con una lastra piana liscia e una lastra piana ricoperta di matrici di squame di pesce biomimetiche.
Il risultato sorprendente della loro ricerca è in contrasto con la credenza comune che la rugosità promuova la transizione del by-pass. Anziché, le scale aumentano in gran parte la stabilità del flusso di base simile a una serie di generatori di vortici.
Una realizzazione tecnica di tali modelli su superfici aerodinamiche aprirà la strada alla drastica riduzione del consumo di carburante e al futuro volo a emissioni zero.