DE2508103A1

DE2508103A1 - Low drag aerodynamic/hydrodynamic surface structure - has low profile ridges/grooves to establish surface layer turbulence skin

Info

Publication number: DE2508103A1
Application number: DE19752508103
Authority: DE
Inventors: Kurt Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-25
Filing date: 1975-02-25
Publication date: 1976-09-02

Abstract

The surface of the moving body has a pattern of low profile grooves or ridges (3) in order to create small areas of turbulence over the surface. The turbulence forms a thin 'skin' of the surrounding fluid or gas (2) over the surface and thus provides a low drag surface coating. The ridges/grooves can have any shape and are simple to apply to the surface. The system enables high speed vehicles to be built with a low drag coefficient. The depressions and or ridges may be round, oval rectangular, triangular etc.

Description

Oberflächenstruktur für in einem Fluid bewegte Körper Die Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächenstruktur für in einem Fluid bewegte Körper. Surface structure for bodies moving in a fluid The invention relates to a surface structure for bodies moving in a fluid.

Bei der Bewegung von Körpern in einem umgebenden Fluid, beispielsweise Bewegung von Fahrzeugen, Flugzeugen, Raketen oder Geschossen in Luft oder Wasser, tritt das Problem auf, die Reibung zwischen dem Fluid und dem relativ zu diesem bewegten Körper möglichst klein zu machen. Hierzu wurde bisher stets versucht, zusätzlich zur Wahl einer strömungsdynamisch günstigen Körperform die Oberfläche des Körpers möglichst glatt zu gestalten, um die Strömung möglichst laminar unter Vermeidung von Wirbelbildung dicht an die Oberfläche des Körpers heranzubringen. Die Reibung des Körpers gegenüber dem umgebenden Fluid erfolgte dabei unmittelbar an der Grenze zwischen dem Fluid und der Körperoberfläche. Hierbei ist jedoch das Haftvermögen zwischen dem Fluid und der Körperoberfläche insofern nachteilig, als bei stärkerem Haftvermögen die Gesamtreibung vergrößert wird. Außerdem läßt sich eine ideal glatte Oberfläche nicht herstellen, so daß mikroskopisch kleine Oberflächenunebenheiten die Haftung des Fluids an der Oberfläche vergrößern und damit auch die Reibung erhöhen. When moving bodies in a surrounding fluid, for example Movement of vehicles, aircraft, missiles or projectiles in air or water, the problem occurs, the friction between the fluid and the relative to it to make moving bodies as small as possible. To this end, attempts have always been made so far, in addition to choose a body shape that is favorable in terms of flow dynamics, the surface of the body to be as smooth as possible in order to avoid the flow as laminar as possible from Bring vortex formation close to the surface of the body. The friction of the Body with respect to the surrounding fluid occurred directly at the limit between the fluid and the body surface. Here, however, is the adhesiveness between the fluid and the body surface is disadvantageous to the extent that it is stronger Adhesion the total friction is increased. In addition, an ideally smooth Do not produce surface so that microscopic surface unevenness increase the adhesion of the fluid to the surface and thus also increase the friction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Oberflächenstruktur zu schaffen, durch die der Reibungswiderstand eines diese Oberflächenstruktur aufweisenden Körpers gegenüber einem umgebenden Fluid weiter vermindert werden kann. The invention is based on the object of a surface structure to create through which the frictional resistance of a surface structure exhibiting this Body compared to a surrounding fluid can be further reduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Vertiefungen und Erhöhungen, die an ihren Rändern in dem Fluid Wirbel entstehen lassen, die eine Gleitschicht zwischen dem Fluid und dem Körper bilden und eine Reibung von Fluid zu Fluid herbeiführen. This task is solved by depressions and elevations that create eddies in the fluid at their edges, forming a sliding layer between them the fluid and the body and cause fluid to fluid friction.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur besteht darin, daß die Vertiefungen und/oder Erhöhungen rund, oval, quadratisch, rechteckig oder drei- bis sechseckig sind. An advantageous embodiment of the surface structure according to the invention consists in that the depressions and / or elevations are round, oval, square, rectangular or triangular to hexagonal.

Erfindungsgemäß werden ganz bewußt Wirbel erzeugt; jedoch haben diese Wirbel infolge der besonderen Art der Vertiefungen und Erhöhungen eine derartige Form, daß sie eine im wesentlichen homogene Gleitschicht bilden, welche zwischen der Körperoberfläche und dem relativ zu dieser strömenden Fluids liegt. Da diese Gleitschicht durch die Vertiefungen und Erhöhungen in der Oberfläche gebildet wird, ist sie relativ zu dieser ortsfest, bildet damit praktisch eine Art Haut aus dem gleichen Material wie das vorbeiströmende Fluid. Dadurch wird die Reibung Fluid zu Fluid bewirkt, bei der Haftreibungskomponenten und Oberflächenreibungskomponenten durch Oberflächenunebenheiten vermieden werden und damit eine insgesamt verminderte Reibung erreicht wird. According to the invention, eddies are created quite deliberately; however have this Eddy due to the special nature of the depressions and elevations such Shape that they form a substantially homogeneous sliding layer, which between the body surface and the fluid flowing relative to it. This one Sliding layer is formed by the depressions and elevations in the surface, if it is stationary relative to this, it practically forms a kind of skin from the same material as the fluid flowing past. This makes the friction fluid to fluid causes static friction components and surface friction components can be avoided by surface unevenness and thus an overall reduced Friction is achieved.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to a schematic drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.

In der Zeichnung ist mit der Bezugsziffer 1 ein Körper bezeichnet, der sich in Richtung des Pfeils B relativ zu einem an seiner einen Oberfläche befindlichen fluiden Medium 2 bewegt.In the drawing, the reference number 1 denotes a body, which is in the direction of arrow B relative to one located on its one surface fluid medium 2 moves.

An dieser Oberfläche sind Vertiefungen 4 und Erhöhungen 5 derart vorgesehen, daß an den mit der Bezugsziffer 3 bezeichneten Stellen Wirbel bilden, die insgesamt eine Gleitschicht zwischen der Körperoberfläche und dem Fluid 2 bilden.Depressions 4 and elevations 5 are provided on this surface in such a way that that at the points indicated by the reference number 3 form vortices, the total form a sliding layer between the body surface and the fluid 2.

Claims

0; 3surface structure for moving in a fluid.

Body, characterized by depressions (4) and elevations (5), which create eddies (3) in the fluid at their edges, forming a sliding layer between the fluid and the body (1) and form a friction from fluid to fluid bring about.

2. Surface structure according to claim 1, characterized in that the depressions (4) and / or elevations (5) round, oval, square, rectangular or triangular to hexagonal.