Technologie Dimple
Comme nous le savons tous, une balle de golf avec des fossettes volera plus loin qu'une balle de golf sans. Ce que la plupart d'entre nous ne savent pas, c'est pourquoi?
Il y a deux principales raisons:
- La surface alvéolée réduit la traînée.
- La surface alvéolée améliore la portance.
D'abord une petite leçon d'hydrodynamique (aérodynamique).
Il existe deux types d'écoulement autour d'un objet : laminaire et turbulent.
Le flux laminaire a moins de traînée, mais il est également sujet à un phénomène appelé "séparation". Une fois que la séparation d'une couche limite laminaire se produit, la traînée augmente considérablement en raison des tourbillons qui se forment dans l'espace. L'écoulement turbulent a plus de traînée au départ mais aussi une meilleure adhérence, et est donc moins sujet à la séparation. Par conséquent,
Si la forme d'un objet est telle que la séparation se produit facilement, il est préférable de turbuler la couche limite afin d'augmenter l'adhérence et de réduire les tourbillons (ce qui signifie une réduction significative de la traînée). Les fossettes sur les balles de golf perturbent la couche limite.
Nous avons donc décidé, chez 3DFINScience, de tester ces principes et de les appliquer à un aileron de planche de surf.
Avec des tests avancés Computer Flow Dynamic, 3DFINScience a comparé deux ailerons exactement identiques, l'aileron à alvéoles et la même conception d'aileron sans alvéoles.
Les tests ont été menés par l'expert en dynamique des écoulements Darrin Stephens (anciennement du CSIRO) et les résultats ont été surprenants.
Un aileron de planche de surf avec une surface lisse ressemble beaucoup à une balle de golf avec une surface lisse, il y a un flux Lamina sur la surface. Cela fonctionne bien lorsque vous allez tout droit et à basse vitesse, mais lorsque vous commencez à tourner et à atteindre des vitesses plus élevées, le fluide commence à se séparer de la surface du foil ou des ailerons. Cela crée une bulle de séparation à la surface de l'ailette, cela se produit lorsque le fluide se détache de la surface de l'ailette, ce qui entraîne une augmentation de la traînée, réduit la portance et finalement le blocage de l'ailette.
L'aileron à surface lisse présente également des phénomènes connus appelés tourbillons d'extrémité d'aile.
Le déséquilibre de pression qui produit la portance crée un problème au niveau des extrémités des ailerons. La pression plus élevée en dessous d'une ailette se déverse sur la pointe de l'ailette dans la zone de pression plus basse au-dessus. Le mouvement vers l'avant de la nageoire fait tourner ce déversement d'air vers le haut en une longue spirale, comme une petite tornade, qui s'écoule du bout de l'aile. Ces tourbillons en bout d'aile créent une forme de traînée de pression appelée traînée tourbillonnaire.
Un aileron de planche de surf avec des fossettes un peu comme une balle de golf crée un flux turbulent.
Le flux turbulent a plus d'adhérence, donc lorsque vous commencez à tourner, la surface de la feuille alvéolée retarde la séparation du flux, réduisant les cavitations (bulle de séparation) permettant à la feuille de maintenir ses performances. Lorsque le Surfer tourne à grande vitesse, la couche limite turbulente aide l'écoulement à surmonter un gradient de pression défavorable et permet à l'écoulement de rester attaché à la surface plus longtemps, ce qu'il ne le ferait autrement. Cela réduit la traînée, augmente la portance et améliore les performances globales de la conception des ailerons.
Les fossettes réduisent et éliminent également presque tous les tourbillons de bout d'aile, en réduisant la séparation du flux au bout, cela augmente également la portance et les performances globales de l'aileron.
Dans une forme large, un tel aileron de planche de surf ayant une surface déjouée avec des fossettes peut maximiser les effets connus des fossettes sur la dynamique de l'écoulement.
La conception 3DFINS Dimple Fin avec des fossettes situées sur les surfaces incurvées des ailettes, utilise le flux turbulent créé par les fossettes, ce flux turbulent ramène le fluide sur la surface de la feuille, réduisant les cavitations et la traînée lors de changements de direction extrêmes (angles d'attaque élevés) ou lorsqu'il est soumis à des vitesses élevées. Les performances améliorées d'un foil avec des fossettes permettent au surfeur d'augmenter la portance qui à son tour crée plus d'entraînement, permet au surfeur de maintenir la vitesse et de tenir dans les virages, augmentant globalement les performances de la planche de surf.
Les tests CFD ont montré que la conception des ailerons alvéolés améliore la portance et la traînée jusqu'à 15%, ce qui se traduit par plus de conduite, plus de vitesse, plus de maintien, plus de plaisir.