إعداد تجريبي لتصور تدفق المياه في أخاديد الإطارات، بالإضافة إلى بعض نتائج العينات.
جزيئات الفلورسنت الصغيرة، وضوء الليزر يستخدم لدراسة تدفق المياه من خلال أخاديد الإطارات.
عندما تسير السيارة على طريق مبلل أو مغمور بالمياه، يتراكم الماء أمام الإطار ويولد قوة رفع. وفي ظاهرة تعرف باسم التحليق المائي، يمكن أن تصبح هذه القوة كبيرة بما يكفي لرفع السيارة عن الأرض.في Physics of Fluidsفيزياء السوائل ، من نشر AIP، يستخدم علماء من المركز الوطني للأبحاث العلمية وجامعة ليون ومجموعة ميشلان تقنية التصوير بالليزر لدراسة تدفق المياه أمام أخاديد الإطارات وعبرها.
ولمواجهة الانزلاق المائي، يتم اختيار تصميمات المداس لتصريف المياه من مقدمة الإطار دون تقليل قدرته على الالتصاق بالطريق. تم إجراء عدد قليل جدًا من الدراسات التجريبية الكمية لحركة المياه عبر أخاديد الإطارات، لذلك لا يُعرف سوى القليل عن أنماط التدفق الدقيقة في هذه المواقف.
العمل الوحيد المنشور سابقًا والذي يشير إلى قياسات السرعة الكمية في أخاديد الإطارات تم إجراؤه باستخدام كاميرا عالية السرعة واستخدمت بذور الدخن كمتتبعات للمياه. ومع ذلك، يبلغ قطر البذور حوالي 1.5 ملم، وتوفر تباينًا ضعيفًا، لذا لم تكن معلومات السرعة الموجودة داخل الأخاديد قابلة للاستخدام في تحليل التدفق.
حاليًا، يستخدم البحث في مجال التحليق المائي مسارًا اختباريًا مزودًا بنافذة شفافة مدمجة في الأرض. المنطقة أعلاه مغمورة بالمياه وتم ملاحظة إطار يتدحرج فوق النافذة بكاميرا عالية السرعة.
طور الباحثون نهجًا أكثر تعقيدًا يتضمن جزيئات البذر الفلورسنت لتصور التدفق واستخدموا ورقة من ضوء الليزر لإضاءة المنطقة. وكان قطر جزيئات الفلورسنت 35 ميكرون فقط، أي حوالي نصف سمك شعرة الإنسان، وكثافتها قريبة من كثافة الماء.
وقال المؤلف داميان كابوت: "إن السمة الأولى الرائعة للتدفق داخل الأخاديد هي وجود خيوط أو أعمدة بيضاء ممدودة". "يشير هذا إلى وجود مرحلة غازية، ربما فقاعات هواء أو تجويف."
هناك مرحلتين في الأخاديد، السائل والغاز، مما يعقد التحليل. ووجد الباحثون دوامات وفقاعات في بعض الأخاديد. أظهر الباحثون أن عدد الدوامات داخل الأخدود يرتبط بنسبة عرض الأخدود إلى ارتفاعه.
"يمكن ربط إحدى آليات إنشاء الدوامة بالتدفق حول الحافة الحادة لضلع الإطار. وقال كابوت: "هذا التأثير مشابه للتأثير الذي لوحظ في أجنحة دلتا في الرفع الديناميكي الهوائي".
تم العثور على بنية التدفق في الأخاديد متشابهة لزيادة سرعات السيارة عندما يتم زيادة المسافات والسرعات بشكل صحيح. قد يكون لهذا آثار على التحليق المائي.
وقال كابوت إنه يتعين القيام بالمزيد من العمل لفهم تكوين الدوامات ودور الفقاعات في الأخاديد. سيكون الإعداد التجريبي الذي طوروه بمثابة مساعدة كبيرة في هذا العمل المستقبلي.
