Tohoku Universiteti tərəfindən

Swati Mestri tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Hamar səth (düz) və DMR ilə örtülmüş səthlər (DMR1, DMR2) üçün ümumi sürükləmə əmsalının (CD) Reynolds ədədi ilə müqayisəsi. DMR keçid rejimində 43,6%-ə qədər sürükləmə azalmasına nail olur və ən yüksək sınaqdan keçirilmiş Reynolds ədədinə qədər hamar səthdən daha aşağı sürükləməni saxlayır. Mənbə: Yakeno və başqaları.

Məntiqlə, hamar bir səthin optimal aerodinamikaya malik olduğunu düşünərdiniz, amma Tohoku Universitetində aparılan son tədqiqatlar bu fundamental prinsipi alt-üst etdi. Qeyri-müntəzəm mikromiqyaslı səth teksturasının tətbiqi sınaq modelinin aerodinamik müqavimətini azaltdı. Yeniliyin yanacaq qənaət edən nəqliyyat vasitələrinin dizaynında potensial tətbiqləri var. Tədqiqat ” Journal of Fluid Mechanics” jurnalında dərc olunub .

80 ildən çoxdur ki, maye dinamikasının fundamental prinsipi daha hamar səthlərin daha az aerodinamik müqavimət yaratdığını irəli sürüb. Lakin, Tohoku Universitetinin Maye Elmləri İnstitutunun dosenti Aiko Yakenonun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu bu uzun müddətdir davam edən fərziyyəni alt-üst edib. Komanda sınaq modelinə Paylanmış Mikro-Kəskinliyi (DMR) – qeyri-müntəzəm mikromiqyaslı səth teksturalarını tətbiq etməklə, dünyada ilk dəfə 43,6%-ə qədər aerodinamik müqavimət azaldılmasını nümayiş etdirib.

Tədqiqatçılar bu innovativ şəkildə müqaviməti azaltmaqla gələcəkdə aviasiya, avtomobil, dəniz və dəmir yolu nəqliyyatında yanacaq istehlakını və CO₂ emissiyalarını azalda bilərlər.

Təsir necə ölçüldü

Bu irəliləyişin açarı, institutun dünyada öz növünün ən böyüklərindən biri olan 1 metrlik Maqnit Asma və Balans Sistemi (MSBS) idi. Elektromaqnit qüvvəsindən istifadə edərək aerodinamik model gövdəsini (uzun, yan damla kimi görünən sınaq modeli) qaldıraraq, MSBS, əks halda DMR-dən gələn kiçik sürükləmə dəyişikliklərini gizlədəcək bütün dayaq müdaxilələrini aradan qaldırır. Bu inkişaf etmiş sistem, ənənəvi külək tuneli ilə əldə edilə bilməyən real sərbəst uçuş şəraitində yüksək dəqiqliklə müşahidə aparmağa imkan verir.

Laboratoriyada eksperimental təsdiqləməyə əlavə olaraq, tədqiqat qrupu hava axınını hesablama yolu ilə vizuallaşdırmaq və müqavimətin azaldılmasını izah etmək üçün bir mexanizm yaratmaq üçün divar həlli ilə böyük burulğanlı simulyasiyadan (LES) istifadə etdi. Nəticələr göstərir ki, müqavimətin azaldılması qolf toplarının çuxurlarının yaratdığı axın ayrılmasından kökündən fərqli bir mexanizm olan dəri-sürtünmə müqavimətinin basdırılması ilə idarə olunur.

Kobudluq hələ də hamar sayılır

LES daha sonra DMR-in kələ-kötürlük hündürlüyünün özlülük vahidlərində k⁺ ≈ 1.2–1.7-yə uyğun olduğunu və hidravlik cəhətdən hamar həddən (k⁺ < 5) xeyli aşağı olduğunu aşkar etdi. Maye dinamiklərinin hamar kimi təsnif etdiyi səth, onilliklər boyu dizayn ortodoksallığına meydan oxuyaraq, 43.6% kəskin müqavimət azalmasına səbəb oldu. Bundan əlavə, təsir ən yüksək sınaqdan keçirilmiş Reynolds ədədinə (Re = 3.6×10⁶) qədər davam etdi ki, bu da müqavimət azalmasının keçid rejimindən kənara çıxıb turbulent axın sahəsinə yayıla biləcəyini göstərir.

Tohoku Universitetinin dosenti Yakeno izah edir: “Məsələn, hava təyyarə qanadının üzərindən keçəndə laminar axın adlanan hamar bir axınla hərəkət edir və turbulent axın adlanan daha az nizamlı bir axına keçir. Bu xaotik turbulent enerjini azaltmaqla sürtünmə müqavimətini də azalda bilərik.”

Səmərəliliyə aparan praktik bir yol

Hərəkətli hissələr və ya güc tələb edən daha mürəkkəb dəyişikliklər etmək əvəzinə, (kələ-kötür) bir dəyişiklik yanacağa qənaət edən nəqliyyat vasitələrinin dizaynının ən praktik yolu ola bilər. Komanda, İmperial Kollecinin London şöbəsində professor Conatan Morrisonun rəhbərlik etdiyi bir qrup tədqiqatçı ilə beynəlxalq əməkdaşlıq davam etdirərək, sürtünmə-sürükləmə azaltma mexanizminin ətraflı şəkildə izah edilməsi üzərində işləyir.

Nəşr detalları

Aiko Yakeno və digərləri, Maqnit asqısı və balans sistemi ilə ölçülən axıcılaşdırılmış cismin sürüklənmə azaldılmasına DMR təsiri, Maye Mexanikası Jurnalı (2026). DOI: 10.1017/jfm.2026.11520

Jurnal məlumatı: Maye Mexanikası Jurnalı 

Əsas anlayışlar

AerodinamikaSərhəd təbəqələriAxın nəzarətiTurbulentlik

Tohoku Universiteti tərəfindən təmin edilir