Dinamica fluidelor complexe poate explica fenomenul hidroplanării

Configurare experimentală pentru a vizualiza fluxul de apă în canelurile anvelopelor, împreună cu câteva rezultate ale eșantionului. Credit: Serge Simoens

Particule fluorescente mici, lumină laser utilizată pentru a studia apa care curge prin canelurile anvelopelor.

Când un vehicul circulă pe un drum umed sau inundat, apa se acumulează în fața anvelopei și generează o forță de ridicare. Într-un fenomen cunoscut sub numele de hidroplanare, această forță poate deveni suficient de mare pentru a ridica vehiculul de la sol.

În Fizica fluidelor, de AIP Publishing, oamenii de știință de la CNRS, Universitatea din Lyon și Grupul Michelin folosesc o tehnică de imagistică cu laser pentru a studia fluxul de apă în fața și prin canelurile anvelopelor.

Pentru a contracara hidroplanarea, modelele benzii de rulare sunt alese pentru a scurge apa din partea din față a anvelopei fără a-i diminua capacitatea de a prinde șoseaua. S-au făcut foarte puține studii experimentale cantitative asupra mișcării apei prin canelurile anvelopelor, așa că se știe puțin despre modelele exacte ale debitului în aceste situații.

Singura lucrare publicată anterior care raportează măsurători cantitative ale vitezei în canelurile anvelopelor a fost realizată cu o cameră de mare viteză și a folosit semințe de mei ca trasoare de apă. Cu toate acestea, semințele au un diametru de aproximativ 1,5 milimetri și oferă un contrast scăzut, astfel încât informațiile despre viteză în interiorul sloturilor nu au putut fi utilizate pentru o analiză a debitului.

În prezent, cercetările privind hidroplanarea utilizează o pistă de testare echipată cu o fereastră transparentă încorporată în podea. Zona superioară este inundată și o anvelopă este văzută rostogolind prin fereastră cu o cameră de mare viteză.

Cercetătorii au dezvoltat o abordare mai sofisticată care implică particule de semințe fluorescente pentru a vizualiza fluxul și au folosit o folie cu lumină laser pentru a ilumina zona. Particulele fluorescente aveau doar 35 microni în diametru, aproximativ jumătate din grosimea unui fir de păr uman, cu o densitate apropiată de apă.

„Prima caracteristică notabilă a fluxului în interiorul canelurilor este prezența filamentelor sau coloanelor alungite albe”, a spus autorul Damien Cabut. „Aceasta indică prezența unei faze gazoase, eventual a bulelor de aer sau a cavitației.”

Există două faze în sloturi, lichid și gazos, ceea ce complică analiza. Cercetătorii au găsit vârtejuri și bule în unele sloturi. Autorii au arătat că numărul de vârtejuri din interiorul unei brazde este legat de proporția lățimii brazdei la înălțimea sa.

“Un mecanism de creare a vortexului ar putea fi legat de curgerea în jurul marginii ascuțite a nervurii anvelopei. Acest efect este similar cu cel observat pentru aripile delta la înălțimea aerodinamică”, a spus Cabut.

S-a constatat că structura fluxului în caneluri este similară cu cea a creșterii vitezei vehiculului atunci când distanțele și turațiile au fost mărite în mod corespunzător. Acest lucru ar putea avea implicații pentru planificarea hidraulică.

Cabut a spus că trebuie făcută mai multă muncă pentru a înțelege formarea vârtejurilor și rolul bulelor în caneluri. Configurarea experimentală pe care au dezvoltat-o ​​va fi de mare ajutor pentru această lucrare viitoare.

Referință: „Analiza fluxului de apă în canelurile anvelopelor unei mașini rulante prin velocimetria imaginii particulelor refractive” de Damien Cabut, Marc Michard, Serge Simoëns, Loïc Méès, Violaine Todoroff, Corentin Hermange și Yohan The Chenadec , 2 martie 2021, Fizica fluidelor.
DOI: 10.1063 / 5.0038834

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.