Studio numerico - sperimentale di uno strato limite turbolento manipolato mediante riblets = Numerical - experimental study of a turbulent boundary layer manipulated by riblets

Negli ultimi anni è sempre più di maggior interesse l’attività di ricerca sull’uso di riblets per la riduzione del contributo di resistenza viscosa. Tematiche come costi di combustile ed impatto ambientale sono sempre più rilevanti e le compagnie aeree sono sempre più impegnate nella riduzione del contributo di resistenza di attrito che si aggira attorno al 50 % della resistenza totale. L’obiettivo è comprendere il meccanismo grazie al quale le riblets alterino lo strato limite turbolento: è noto che riblets longitudinali riducano la resistenza d’attrito del 5-8%, mentre riblets sinusoidali apportano un miglioramento di circa il 50 % rispetto al caso bidimensionale. Il metodo in questione è di tipo passivo e solo comprendendo come la forma e le dimensioni delle scanalature superficiali influenzino lo strato limite, può farci migliorare le prestazioni di queste ultime. Ricorrendo a dati sperimentali elaborati con PIV e correlando questi con campi simulati con DNS, faremo luce su alcuni delle caratteristiche del flusso a parete e come vengono alterate dalle riblets. L’acquisizione di campi paralleli alla parete ci ha permesso di indagare a fondo l’effetto delle riblets sulle strutture vorticose conosciute come streaks, confrontando i dati ottenuti con il caso di parete liscia. Gli strumenti di cui ci siamo serviti sono per lo più statistici, oltre ad un’indagine sugli stress dispersivi, analizzando il comportamento delle strutture coerenti al variare delle condizioni di flusso. In particolare, l’analisi è stata condotta per numeri di Reynolds nel range 2000 < Re_&#952; < 4000, in modo da individuare le condizioni di picco di performance. I risultati evidenziano come con l’utilizzo di riblets sinusoidali ci sia una maggiore frammentazione delle streaks, che crescono quindi in numero ma diminuiscono in ampiezza ed intensità.