Crédito:City University London
As descobertas da equipe foram publicadas em Natureza:Relatórios Científicos :"Atraso de transição usando matrizes biomiméticas de escama de peixe, " E no Journal of Experimental Biology :"Formação de faixas em fluxo sobre matrizes biomiméticas de escamas de peixes."
Reduzir o arrasto significa maior velocidade da aeronave e menos consumo de combustível, uma importante área de estudo para aerodinamicistas como o Professor Bruecker, Cadeira da Academia Real de Pesquisa em Engenharia da Cidade em Detecção e Controle de Fluxo Inspirados na Natureza para Transporte Sustentável, e Sir Richard Oliver BAE Systems Chair da cidade para Engenharia Aeronáutica.
Por meio de seu estudo biomimético, A equipe do professor Bruecker descobriu que a matriz de escama de peixe produz um movimento de fluido em zigue-zague em regiões sobrepostas da superfície do peixe, o que, por sua vez, causa modulação de velocidade periódica e um fluxo entremeado que pode eliminar a transição induzida pela onda de Tollmien-Schlichting para reduzir o arrasto de fricção da pele em mais de 25 por cento.
Um exame da visualização do fluxo de óleo usando dinâmica de fluidos computacional (CFD) em robalo e carpa comum permitiu aos autores apresentar uma hipótese de trabalho:
"Computation Fluid Dynamics (CFD) foi usada para estudar o padrão de fluxo sobre a superfície e revelou um efeito até então desconhecido das escalas como um mecanismo para gerar um padrão regular de faixas de velocidade paralelas na camada limite. Para provar sua existência também em a verdadeira pele de peixe, a visualização do fluxo de óleo foi feita em robalo e carpa comum, que de fato confirmava sua presença de maneira regular ao longo de seu corpo real, com o mesmo arranjo em relação à matriz de escala conforme observado ao longo da superfície biomimética. Esses resultados permitem que os autores formem a hipótese sobre um possível mecanismo para o atraso de transição, inspirado por vários estudos de transição fundamentais anteriores, onde estruturas entremeadas geradas por elementos de rugosidade cilíndricos ou matrizes geradoras de vórtice mostraram um atraso de transição. "
Escamas de peixe, aerodinâmica. Crédito:cidade, Universidade de londres
Usando o túnel de água laminar especialmente equipado da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, O professor Bruecker e o professor Rist (Universidade de Stuttgart) testaram a hipótese de um atraso de transição (arrasto) experimentando uma placa plana lisa e uma placa plana coberta com matrizes biomiméticas de escama de peixe.
O resultado surpreendente de sua pesquisa vai contra a crença comum de que a aspereza promove uma transição de contorno. Em vez de, as escalas aumentam amplamente a estabilidade do fluxo de base semelhante a uma matriz de geradores de vórtice.
A realização técnica de tais padrões em superfícies aerodinâmicas abrirá o caminho para a redução drástica no consumo de combustível e no futuro vôo com emissão zero.