Crédit : City University de Londres
Les conclusions de l'équipe ont été publiées dans Nature :Rapports scientifiques :"Retard de transition utilisant des matrices biomimétiques d'écailles de poisson, " et dans le Journal de biologie expérimentale :"Formation de stries dans l'écoulement sur des réseaux d'écailles de poisson biomimétiques."
La réduction de la traînée signifie des vitesses d'avion plus rapides et une consommation de carburant moindre - un domaine d'étude important pour les aérodynamiciens tels que le professeur Bruecker, Chaire de recherche de l'Académie royale d'ingénierie de la ville sur la détection et le contrôle des flux inspirés par la nature pour le transport durable, et la chaire Sir Richard Oliver BAE Systems de City pour le génie aéronautique.
Grâce à leur étude biomimétique, L'équipe du professeur Bruecker a découvert que le réseau d'écailles de poisson produit un mouvement de fluide en zigzag dans des régions qui se chevauchent à la surface du poisson, ce qui à son tour provoque une modulation périodique de la vitesse et un écoulement strié qui peut éliminer la transition induite par les ondes de Tollmien-Schlichting pour réduire la traînée de friction de la peau de plus de 25 %.
Un examen de la visualisation des écoulements pétroliers à l'aide de la dynamique des fluides numérique (CFD) sur le bar et la carpe commune a permis aux auteurs de proposer une hypothèse de travail :
« Le calcul de la dynamique des fluides (CFD) a été utilisé pour étudier le modèle d'écoulement sur la surface et a révélé un effet jusqu'ici inconnu des échelles en tant que mécanisme pour générer un modèle régulier de stries de vitesse parallèles dans le sens du courant dans la couche limite. Pour prouver leur existence également sur la vraie peau de poisson, la visualisation du débit d'huile a été effectuée sur le bar et la carpe commune, qui ont en effet confirmé leur présence de manière régulière le long de leur corps réel, avec la même disposition par rapport au réseau d'échelles comme observé le long de la surface biomimétique. Ces résultats permettent aux auteurs d'émettre des hypothèses sur un mécanisme possible de retard de transition, inspiré de diverses études fondamentales de transition antérieures, où les structures striées générées par des éléments de rugosité cylindriques ou des réseaux de générateurs de vortex ont montré un retard de transition."
Des écailles de poisson, aérodynamique. Crédit :Ville, Université de Londres
En utilisant le tunnel d'eau laminaire spécialement équipé de l'Université de Stuttgart en Allemagne, Le professeur Bruecker et le professeur Rist (Université de Stuttgart) ont testé l'hypothèse d'un délai de transition (traînée) en expérimentant avec une plaque plate lisse et une plaque plate recouverte de réseaux d'écailles de poisson biomimétiques.
Leurs résultats de recherche surprenants vont à l'encontre de la croyance commune selon laquelle la rugosité favorise la transition de contournement. Au lieu, les échelles augmentent considérablement la stabilité du flux de base similaire à un réseau de générateurs de vortex.
Une réalisation technique de tels modèles sur des surfaces aérodynamiques ouvrira la voie à une réduction drastique de la consommation de carburant et à un futur vol zéro émission.
