Složitá dynamika tekutin může vysvětlit fenomén aquaplaningu

Experimentální nastavení pro vizualizaci toku vody v drážkách pneumatik a některé výsledky vzorků. Fotografický kredit: Serge Simoens

Drobné fluorescenční částice, laserové světlo ke zkoumání vody protékající drážkami pneumatik.

Když vozidlo jede po mokré nebo zaplavené vozovce, voda se shromažďuje před pneumatikou a vytváří vztlakovou sílu. V jevu známém jako aquaplaning může být tato síla dostatečně velká, aby zvedla vozidlo ze země.

v Fyzika tekutin, Vědci z CNRS, univerzity v Lyonu a skupiny Michelin používají laserové zobrazování ke studiu toku vody před a skrz drážky pneumatik.

Aby se zabránilo aquaplaningu, jsou vybrány dezény, které odvádějí vodu z přední části pneumatiky, aniž by to ovlivnilo její schopnost přilnout k vozovce. Bylo provedeno velmi málo kvantitativních experimentálních studií o pohybu vody drážkami pneumatik, takže je málo známo o přesných vzorcích proudění v těchto situacích.

Jediná dříve publikovaná práce, která uváděla kvantitativní měření rychlosti v drážkách pneumatik, byla provedena pomocí vysokorychlostní kamery a semen proso použitých jako indikátor vody. Avšak semena mají průměr asi 1,5 milimetru a nabízejí špatný kontrast, takže informace o rychlosti v drážkách nelze použít pro analýzu toku.

V současné době se pro výzkum aquaplaningu používá zkušební dráha, která je vybavena průhledným oknem zapuštěným do země. Oblast nahoře je zaplavena a vysokorychlostní kamerou je sledována pneumatika valící se přes okno.

Vědci vyvinuli sofistikovanější přístup, který k vizualizaci toku používal částice fluorescenčních semen a k osvětlení oblasti vrstvu laserového světla. Fluorescenční částice měly průměr pouze 35 mikrometrů, přibližně polovinu tloušťky lidského vlasu, s hustotou blízkou hustotě vody.

„Prvním pozoruhodným znakem toku v drážkách je přítomnost bílých podlouhlých vláken nebo pilířů,“ uvedl autor Damien Cabut. „To naznačuje přítomnost plynné fáze, pravděpodobně vzduchových bublin nebo kavitace.“

V drážkách jsou dvě fáze, kapalina a plyn, což ztěžuje analýzu. Vyšetřovatelé našli víry a bubliny v některých drážkách. Autoři ukázali, že počet obratlů v drážce souvisí s poměrem šířky drážky k její výšce.

“Mechanismus vytvářející víry by mohl být spojen s tokem kolem ostré hrany žebra pneumatiky.” Tento efekt je podobný účinku pozorovanému u delta křídel při aerodynamickém zdvihu, “uvedl Cabut.

Bylo zjištěno, že struktura proudění v drážkách pro zvýšení rychlosti vozidla je podobná, když jsou vzdálenosti a rychlosti správně zvětšeny. To by mohlo mít vliv na aquaplaning.

Cabut uvedl, že je třeba udělat více práce, aby bylo možné porozumět tvorbě vírů a roli bublin v drážkách. Experimentální nastavení, které jste vyvinuli, bude v této budoucí práci velkou pomocí.

Odkaz: „Analýza průtoku vody v drážkách pneumatik jedoucího automobilu pomocí rychlosti obrazu lomu částic“, autor: Damien Cabut, Marc Michard, Serge Simoëns, Loïc Méès, Violaine Todoroff, Corentin Hermange a Yohan Le Chenadec, 2. března 2021, Fyzika kapalin.
DOI: 10,1063 / 5,0038834

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Líheň je otevřená, stanici zabírá 10 členů posádky

Nově přidaný personál stanice, který se skládal z 10 členů, se shromáždil v servisní jednotce Zvezda, aby uspořádali uvítací ceremoniál s rodinnými příslušníky a...

Chronické virové infekce mohou mít hluboký trvalý účinek na imunitu člověka, podobně jako stárnutí

Analýza topologie sítě funkce imunitního systému představující desítky integrovaných buněčných odpovědí, které jsou během odstraňování viru hepatitidy C u lidí obráceny. Zkoumané signální...

Byly odhaleny bizarní dýchací orgány 450 milionů let starých mořských živočichů

Zápočet: UCR Trilobité měli při dýchání jednu nohu Nová studie našla první důkazy o vysoce vyvinutých dýchacích orgánech u mořských živočichů starých 450 milionů let. ...

“Čmáranice světla” v reálném čase

Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vyvinuli zjednodušený algoritmus pro převod volně nakreslených čar na standardním stolním procesoru na hologramy. Dramaticky snižují náklady na...

Mineralogie hluboké kůry Země pohání hotspoty pro domácí život

Tým DeMMO Field zleva doprava: Lily Mumper, Britney Kruger a Caitlin Cesar vzorky zlomenin z vrtné soupravy DeMMO. Kredit: © Matt Kapost Pod zeleným...

Newsletter

Subscribe to stay updated.