Viscous Drag Reduction Using Three-Dimensional Riblets

Il presente lavoro si colloca all’interno del progetto Europeo Clean Sky II, il quale, finanziato dal programma UE Horizon 2020, rappresenta uno dei più importanti programmi di ricerca e sviluppo di tecnologie innovative e all’avanguardia volte a ridurre le emissioni di CO2, di NOx e l’inquinamento acustico prodotto dagli aerei. Gli approcci per ottenere questa riduzione sono diversi. In questo lavoro, in particolare, abbiamo affrontato il problema da un punto di vista aerodinamico, analizzando dettagliatamente il fenomeno della generazione della resistenza di attrito a parete, il cui contributo alla resistenza globale, e quindi alle emissioni, è particolarmente rilevante per velivoli commerciali in condizioni di crociera. At- traverso un’ indagine sperimentale in galleria del vento, si sono potute testare le potenzialità di innovative placche riblet, costituite da micro-scanalature ricavate sulla superficie di una placca immersa in uno strato limite turbolento con gradiente di pressione nullo, che che possono portare ad una riduzione fino al 10% della resistenza di attrito rispetto alla placca liscia. Abbiamo analizzato tre differenti tipologie di Riblet, oltre alla ’classica’ configurazione longitudinale, già ampiamente trattata in letteratura, abbiamo focalizzato la nostra attenzione su Riblet con scanalature sinusoidali, la cui idea di applicazione si fonda sulla combinazione di due differenti tecniche di controllo del flusso: la tecnica attiva di oscillazione della parete in direzione spanwise e la tecnica riblet classica. Al fine di comprendere al meglio le caratteristiche tipiche del campo di moto in esame, ci siamo serviti di tre differenti tecniche di misura: acquisizione mediante anemometria a filo caldo, Particle Image Velocimetry (PIV) e Stereoscopic Particle Image Velocimetry (SPIV). I risultati ottenuti sono soddifacenti. Questi mostrano una riduzione di resistenza per il caso longitudinale, coerente con i dati presenti in letteratura. Le riblet sinusoidali presentano un ulteriore miglioramento in termini di riduzione della resistenza aerodinamica, portando ad una resistenza all’attrito di parete inferiore del 10% rispetto alla superficie liscia.