Skrovligt skrov minskar friktionen

(Uppdaterad) Simmaren Michael Phelps kan ha gjort fel när han rakade sina ben för att minska friktionen i vattnet. Nya forskarrön visar tvärt om att en skrovlig yta kan ge lägre friktion än en slät.

Det är forskare vid det kända universitetet Ucla i USA som har kommit fram till att tidigare föreställningar om att släta ytor minskar motståndet i vatten inte stämmer.

Tanken är inte ny, forskare har redan noterat att sträva ytor kan minska friktionen, men har inte sett övertygande resultat vid praktiska försök. Ytor har gjorts superhydrofoba, alltså mycket svåra att blöta ner, och dessa ytor har haft förmågan att hålla kvar luftbubblor och så att säga skapa en luftkudde. Men i praktiken har bubblorna ofta lossnat, särskilt i turbulenta vattenflöden.

Gruppen vid Ucla har arbetat med en typ av superhydrofob yta som en annan forskargrupp vid universitetet experimenterat fram. Ytan är försedd med mycket små upphöjningar i strömningsriktningen.

Forskarna arbetade med både laminära och turbulenta flöden, och fann överraskande att friktionsminskningen var större under turbulenta förhållanden.

- Vattenvirvlar utmed släta ytor orsakar vanligt vis större friktion, säger professor John Kim vid Ucla. Men luftkudden som skapas av de superhydrofoba upphöjningarna ändrar de turbulenta mönstren nära ytan, och minskar deras effekt.

Forskargruppen hoppas nu att kunskapen från de numeriska simuleringarna som genomförts kan bidra till att skapa ytor med reducerad friktion. Använda under vattenlinjen på fartyg kan de leda till lägre bränsleförbrukning för sjöfarten.

Rapporten har publicerats i tidskriften Physics of Fluids.