A Fundamental Principle of Aeronautical Engineering foi reavaliada ap\u00f3s experimentos que mostram que rugosidade de superf\u00edcie pode reduzir, e n\u00e3o apenas aumentar, o atrito aerodin\u00e2mico. A descoberta foi anunciada pela equipe de pesquisa da Tohoku University, no Institute of Fluid Science.<\/p>\n
A pesquisa, liderada pela associada Aiko Yakino, demonstrou que a aplica\u00e7\u00e3o de Distributed Micro-Roughness (DMR) reduz o arrasto aerodin\u00e2mico em at\u00e9 43,6% na faixa de transi\u00e7\u00e3o entre fluxo laminar e turbulento. O estudo manteve foco em superf\u00edcies com irregularidades min\u00fasculas, quase invis\u00edveis a olho nu.<\/p>\n
Tradicionalmente, superf\u00edcies lisas s\u00e3o vistas como forma de minimizar o atrito. Pesquisas anteriores em turbul\u00eancia associaram rugosidade a transi\u00e7\u00f5es prematuras. A equipe da Tohoku revisitou esse conceito, incorporando superf\u00edcies fibrosas com microirregularidades para retardar a passagem de laminar para turbulento.<\/p>\n
O experimento utilizou o maior equil\u00edbrio magn\u00e9tico de suporte do mundo para t\u00fanel de vento, o 1-meter MSBS, de propriedade da institui\u00e7\u00e3o. O dispositivo permite sustentar o modelo sem contato, eliminando interfer\u00eancia de suportes na flu\u00eancia ao redor da superf\u00edcie.<\/p>\n
Foram testadas duas variantes de DMR: um padr\u00e3o convexo com bolhas de vidro de 38 a 53 \u03bcm e um padr\u00e3o c\u00f4ncavo obtido por jateamento. A espessura da camada DMR equivalia a 1% da espessura da camada limite, mantendo o efeito de superf\u00edcie considerada hidrodinamicamente lisa.<\/p>\n
Os testes mostraram que o n\u00famero de Reynolds cr\u00edtico para in\u00edcio da turbul\u00eancia aumentou de ~1,9 x 10^6 para 2,2 x 10^6 com a coating DMR, com redu\u00e7\u00e3o de arrasto at\u00e9 43,6% na zona de transi\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, o coeficiente de arrasto permaneceu abaixo do da superf\u00edcie lisa at\u00e9 Reynolds de 3,6 x 10^6.<\/p>\n
A equipe utilizou simula\u00e7\u00f5es de grandes redemoinhos (LES) para entender o efeito. A an\u00e1lise indicou que a redu\u00e7\u00e3o de atrito pr\u00f3ximo \u00e0 superf\u00edcie \u00e9 o principal fator, n\u00e3o a supress\u00e3o da separa\u00e7\u00e3o do fluxo. Em compara\u00e7\u00e3o, placas com ranhuras tipo rivuleta reduzem arrasto por alinhar v\u00f3rtices na dire\u00e7\u00e3o do fluxo.<\/p>\n
Os resultados sugerem que DMR atua retardando a transi\u00e7\u00e3o de laminar para turbulento, diminuindo o atrito de atrito viscoel\u00e1stico da camada boundary. O estudo distingue o efeito de DMR do tratamento com sulcos em pele de tubar\u00e3o e de golpes para golpear o fluxo em golf balls.<\/p>\n
A principal vantagem de DMR \u00e9 a passividade e a aplicabilidade direcional reduzida, sem necessidade de pe\u00e7as m\u00f3veis ou energia. Caso aplicado \u00e0 avia\u00e7\u00e3o, a t\u00e9cnica pode reduzir custos operacionais e emiss\u00f5es, por meio de maior efici\u00eancia de combust\u00edvel.<\/p>\n
A equipe de Yakino pretende continuar otimizando a densidade e o formato do DMR, ampliando a faixa de velocidades atendidas. O grupo aponta que futuras pesquisas devem ampliar a compreens\u00e3o dos mecanismos de atrito e da rugosidade distribu\u00edda.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"