Микрошероховатость снизила сопротивление на 43,6%

Больше восьмидесяти лет считалось, что чем глаже поверхность, тем меньше она тормозит поток воздуха. Группа под руководством доцента Айко Якэно из Института гидродинамики Университета Тохоку показала обратное.

Инженеры покрыли обтекаемую модель распределённой микрошероховатостью (DMR) и впервые в мире экспериментально снизили аэродинамическое сопротивление до 43,6%. Любопытно, что такая шероховатость по меркам гидродинамики считается гладкой.

Измерения провели на одной из крупнейших в мире установок магнитной подвески и взвешивания (MSBS). Модель висит в воздухе на электромагнитном поле без держателей, поэтому крепления не маскируют тончайшие изменения сопротивления.

Моделирование крупных вихрей (LES) показало, что микрорельеф притушает неустойчивые волны Толлмина-Шлихтинга и оттягивает переход от ламинарного течения к турбулентному. Эффект сохранялся вплоть до числа Рейнольдса около 3,6 миллиона.

Смысл простой: вместо сложных активных систем топливо можно экономить за счёт правильной фактуры поверхности. Выиграть могут авиация, автомобили, суда и скоростные поезда. Работа опубликована в Journal of Fluid Mechanics.

Источник: https://www.tohoku.ac.jp/en/press/microscale_roughness_breakthrough_defies_80_years_of_fluid_dynamics.html