Wanneer een voertuig over een natte of overstroomde weg rijdt, water hoopt zich op voor de band en genereert een liftkracht. Bij een fenomeen dat bekend staat als aquaplaning, deze kracht kan groot genoeg worden om het voertuig van de grond te tillen.

In Fysica van vloeistoffen, , wetenschappers van het CNRS, de Universiteit van Lyon, en The Michelin Group gebruiken een laserbeeldvormingstechniek om de waterstroom voor en door bandgroeven te bestuderen.

Om aquaplaning tegen te gaan, loopvlakontwerpen zijn gekozen om water van de voorkant van de band af te voeren zonder het vermogen om aan de weg te hechten te verminderen. Er zijn zeer weinig kwantitatieve experimentele studies gedaan naar de beweging van water door bandgroeven, er is zo weinig bekend over de exacte stromingspatronen in deze situaties.

Het enige eerder gepubliceerde werk dat kwantitatieve snelheidsmetingen in bandengroeven rapporteerde, werd gedaan met een hogesnelheidscamera en gebruikte gierstzaden als watertracers. De zaden zijn ongeveer 1,5 millimeter in diameter, Hoewel, en zorgen voor een slecht contrast, dus snelheidsinformatie in de groeven was niet bruikbaar voor een stromingsanalyse.

Momenteel, Bij het onderzoek naar aquaplaning wordt gebruik gemaakt van een testbaan die is uitgerust met een transparant raam dat in de grond is ingebed. Het gebied erboven staat onder water en een band die over het raam rolt, wordt waargenomen met een hogesnelheidscamera.

De onderzoekers ontwikkelden een meer verfijnde aanpak met fluorescerende seeding-deeltjes om de stroom te visualiseren en gebruikten een vel laserlicht om het gebied te verlichten. De fluorescerende deeltjes waren slechts 35 micron in diameter, ongeveer de helft van de dikte van een mensenhaar, met een dichtheid dicht bij water.

"Het eerste opmerkelijke kenmerk van de stroom in groeven is de aanwezigheid van witte langwerpige filamenten of kolommen, " zei auteur Damien Cabut. "Dit duidt op de aanwezigheid van een gasvormige fase, mogelijk luchtbellen of cavitatie."

Er zijn twee fasen in de groeven, vloeistof en gas, wat de analyse bemoeilijkt. De onderzoekers vonden wervelingen en bellen in sommige groeven. De auteurs toonden aan dat het aantal wervelingen in een groef gerelateerd is aan de verhouding tussen de breedte van de groef en de hoogte.

"Een mechanisme voor het creëren van een werveling kan worden gekoppeld aan de stroming rond de scherpe rand van de bandrib. Dit effect is vergelijkbaar met het effect dat wordt waargenomen voor deltavleugels bij aerodynamische lift, ' zei Kabut.

De stroomstructuur in de groeven bleek vergelijkbaar te zijn voor het verhogen van voertuigsnelheden wanneer afstanden en snelheden goed werden opgeschaald. Dit kan gevolgen hebben voor aquaplaning.

Cabut zei dat er meer werk moet worden verzet om de vorming van wervels en de rol van bellen in de groeven te begrijpen. De experimentele opstelling die ze hebben ontwikkeld, zal een grote hulp zijn bij dat toekomstige werk.