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Blasen lassen Schiffe leichter gleiten
Feine Gasblasen können den Reibungswiderstand
eines Schiffs im Wasser beträchtlich verringern.
(jkm) - Niederländische und amerikanische Physiker sind
diesem Phänomen nun auf den Grund gegangen. Von entscheidender
Bedeutung ist die Verformbarkeit der Bläschen, berichten
die Forscher im Fachblatt "Physical Review Letters".
Der Schmiereffekt der Bläschen sei bereits seit einigen
Jahren bekannt, erläutern die Forscher um Detlef Lohse von
der Universiteit Twente. Unklar sei dagegen die Ursache: Computersimulationen
ließen vermuten, dass die Bläschen dank ihres Auftriebs
die Dichte der turbulenten Wasserschicht am Rumpf verringerten.
Eine andere Theorie gehe dagegen davon aus, dass die verformbaren
Blasen bremsende Wasserwirbel regelrecht vom Rumpf wegdrückten.
Um mehr über den Einfluss der Bläschen zu erfahren,
ließen die Forscher einen 32 Zentimeter weiten Zylinder
in einem 45 Zentimeter weiten, mit sorgfältig temperiertem
Wasser gefüllten Zylinder rotieren. Dabei registrierten sie,
welchen Widerstand das Wasser dem inneren Zylinder entgegensetzte.
Wurden bei konstanter Drehgeschwindigkeit etwa einen Millimeter
weite Luftblasen in das Wasser geleitet, sank dieser Widerstand
um bis zu 30 Prozent.
Die Forscher wiederholten das Experiment mit hohlen, einen Zehntel
Millimeter weiten Glaskügelchen. Es zeigte sich, dass diese
nicht verformbaren Partikel den Wasserwiderstand bei niedrigen
Drehgeschwindigkeiten ebenfalls um wenige Prozent reduzierten.
Je schneller der innere Zylinder rotierte, desto mehr näherte
sich der Widerstand jedoch wieder dem von reinem Wasser an und
übertraf ihn schließlich sogar. Zumindest bei hohen
Geschwindigkeiten - im Experiment entsprechend Reynolds-Zahlen
von über 600.000 - sei also die Verformbarkeit der Bläschen
der Hauptfaktor, schließen Lohse und Kollegen.
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