BRPI1003810A2 - Textured Surface Application Method for Aerodynamic or Hydrodynamic Drag Reduction on a Vehicle Surface and Textured Surface - Google Patents
Textured Surface Application Method for Aerodynamic or Hydrodynamic Drag Reduction on a Vehicle Surface and Textured Surface Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI1003810A2 BRPI1003810A2 BRPI1003810-8A BRPI1003810A BRPI1003810A2 BR PI1003810 A2 BRPI1003810 A2 BR PI1003810A2 BR PI1003810 A BRPI1003810 A BR PI1003810A BR PI1003810 A2 BRPI1003810 A2 BR PI1003810A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- layer
- vehicle
- screen
- textured surface
- textured
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
- F15D1/00—Influencing flow of fluids
- F15D1/002—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer
- F15D1/0025—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using passive means, i.e. without external energy supply
- F15D1/003—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using passive means, i.e. without external energy supply comprising surface features, e.g. indentations or protrusions
- F15D1/005—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using passive means, i.e. without external energy supply comprising surface features, e.g. indentations or protrusions in the form of dimples
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D37/00—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements
- B62D37/02—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements by aerodynamic means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C21/00—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow
- B64C21/10—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow using other surface properties, e.g. roughness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/50—Multilayers
- B05D7/56—Three layers or more
- B05D7/58—No clear coat specified
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
- B63B1/34—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction
- B63B1/36—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction using mechanical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C2230/00—Boundary layer controls
- B64C2230/26—Boundary layer controls by using rib lets or hydrophobic surfaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/10—Drag reduction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
MÉTODO DE APLICAÇçO DE SUPERFÍCIE TEXTURIZADA PARA REDUÇçO DE ARRASTO AERODINÂMICO OU HIDRODINAMICO EM UMA SUPERFÍCIE DE VEÍCULO E SUPERFÍCIE TEXTURIZADA. Descreve-se uma cobertura e um método para obtenção de superfícies texturizadas com objetivo principal de reduzir o coeficiente de arrasto, seja ele aerodinâmico ou hidrodinâmico, possibilitando um ganho de desempenho e uma redução no consumo de combustível. Esta superfície é aplicada em superfícies externas de veículos e apresenta, basicamente, três camadas distintas. Uma primeira camada distinta é caracterizada por um agente ligante (100), uma segunda camada é caracterizada por uma tela (14) e a última camada distinta é caracterizada por uma tinta (53). O método consiste basicamente em quatro etapas distintas. Numa primeira etapa, aplica-se uma camada de agente ligante sobre a superfície lisa do veículo. Nu- ma segunda etapa, aplica-se a tela sobre a superfície e numa terceira etapa aplica-se, preferencialmente, mais três camadas de agente ligante. Na última etapa aplica-se uma camada de tinta que que servirá para o selamento da superfície texturizada e para fins estéticos.TEXTURIZED SURFACE APPLICATION METHOD FOR AERODYNAMIC OR HYDRODYNAMIC DRAG REDUCTION ON A VEHICLE SURFACE AND TEXTURIZED SURFACE. A cover and a method for obtaining textured surfaces are described with the main objective of reducing the drag coefficient, whether aerodynamic or hydrodynamic, enabling a performance gain and a reduction in fuel consumption. This surface is applied to vehicle exterior surfaces and has basically three distinct layers. A first distinct layer is characterized by a binder (100), a second layer is characterized by a screen (14) and the last distinct layer is characterized by an ink (53). The method basically consists of four distinct steps. In a first step, a binder layer is applied to the smooth surface of the vehicle. In a second step, the web is applied to the surface and in a third step preferably three more layers of binder are applied. In the last step a layer of paint is applied which will be used for sealing the textured surface and for aesthetic purposes.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE APLICAÇÃO DE SUPERFÍCIE TEXTURIZADA PARA REDUÇÃO DE AR- RASTO AERODINÂMICO OU HIDRODINÂMICO EM UMA SUPERFÍCIE DE VEÍCULO E SUPERFÍCIE TEXTURIZADA".Report of the Invention Patent for "TEXTURIZED SURFACE APPLICATION METHOD FOR AERODYNAMIC OR HYDRODYNAMIC TRAFFIC REDUCTION ON A TEXTURIZED VEHICLE SURFACE".
A presente invenção refere-se a uma superfície texturizada e aThe present invention relates to a textured surface and to a
um método para obtenção da mesma com objetivo principal de reduzir o coeficiente de arrasto, seja ele aerodinâmico ou hidrodinâmico, possibilitan- do um ganho de desempenho e uma redução no consumo de combustível.a method to obtain it with the main objective of reducing the drag coefficient, whether aerodynamic or hydrodynamic, allowing a performance gain and a reduction in fuel consumption.
Descrição do estado da técnica Existe atualmente uma grande preocupação quanto à conserva-Description of the state of the art There is currently a major concern regarding the conservation
ção do meio ambiente e, por conta disso, a maioria esmagadora de objetos produzidos possui algum tipo de comprometimento na área sócio-ambiental. Exemplificando esta afirmação, motores dos veículos desenvolvidos atual- mente apresentam maior eficiência e menor poluição agregada frente aos já conhecidos motores de combustão interna. Como é sabido, boa parte da energia desenvolvida pelo motor do veículo é disperdiçada por conta do atri- to ou arrasto, que gera forças contrárias nas regiões de interface do fluido com o veículo durante seu deslocamento.Because of this, the overwhelming majority of objects produced have some kind of social and environmental commitment. As an example of this statement, currently developed vehicle engines have higher efficiency and less aggregate pollution compared to the well-known internal combustion engines. As is well known, much of the energy developed by the vehicle engine is wasted due to friction or drag, which generates counter forces in the fluid's interface with the vehicle during travel.
A primeira solução encontrada pelos projetistas se baseou na modificação do formato externo do veículo para a redução desta perda, po- rém existem limitações quanto a estes projetos, já que devem proporcionar, ao mesmo tempo, conforto ao usuário, ergonomia, funcionalidade, design estético de mercado e eficiência na redução do arrasto (aerodinâmico e/ou hidrodinâmico). Neste sentido, três vertentes foram desenvolvidas para auxi- liar na redução destas perdas; uma primeira vertente diz respeito ao desen- volvimento de superfícies cada vez mais lisas que proporcionariam uma fal- sa sensação de maior fluidez, reduzindo a perda por arrasto. Uma segunda, ao desenvolvimento de formas aerodinâmicas, muitas em túneis de vento, que facilitam o escoamento do ar sobre as superfícies e a melhor dissipação dos vórtices nas áreas de baixa pressão, que reduz o arrasto.The first solution found by the designers was based on the modification of the vehicle's external shape to reduce this loss, but there are limitations to these designs, as they should at the same time provide user comfort, ergonomics, functionality, aesthetic design. market efficiency and drag reduction efficiency (aerodynamic and / or hydrodynamic). In this sense, three strands were developed to help reduce these losses; A first strand concerns the development of ever smoother surfaces that would give a false feeling of greater fluidity, reducing drag loss. A second is the development of aerodynamic shapes, many in wind tunnels, which facilitate air flow over surfaces and better dissipation of vortices in low pressure areas, which reduces drag.
Em sentido contrário à primeira vertente, ao processamento de superfícies cada vez mais lisas e polidas, existe uma terceira vertente que defende superfícies texturizadas para redução de arrasto, e que utiliza co- nhecimentos desenvolvidos pela segunda. Ao contrário do que se acreditava inicialmente, as superfícies lisas ou polidas apresentam maior coeficiente de arrasto se comparadas com superfícies texturizadas. Naturalmente, a textu- rização das superfícies deve ser definida de tal maneira que permita uma redução do coeficiente aerodinâmico e/ou hidrodinâmico. Sendo a texturiza- ção realizada de forma correta há que se falar em ganho significativo frente a superfícies lisas. Como será verificado a seguir, tal afirmação possui vasta explicação sobre o fenômeno físico que ocorre. Como dito, o estudo dos fenômenos de transporte (deslocamen-Contrary to the first strand, when processing increasingly smooth and polished surfaces, there is a third strand that advocates textured surfaces for drag reduction and utilizes knowledge developed by the second. Contrary to what was initially believed, smooth or polished surfaces have a higher drag coefficient compared to textured surfaces. Naturally, the surface texturing should be defined in such a way as to allow a reduction of the aerodynamic and / or hydrodynamic coefficient. If the texturing is done correctly, it is necessary to talk about significant gain over smooth surfaces. As will be seen below, this statement has a vast explanation of the physical phenomenon that occurs. As stated, the study of transport phenomena
to ou movimento) de um corpo através de fluidos somado a uma série de experiências neste campo realizadas ao longo do tempo, possibilitaram uma nova percepção sobre as conseqüências práticas dos diversos tipos de aca- bamentos de superfícies, orientando para o desenvolvimento de superfícies texturizadas. Estas superfícies são consideradas mais eficientes quanto à redução de arrasto devido ao fato de possuírem cavidades ou convexidades, resultantes de altos e baixos relevos. Nas ditas cavidades há formação de vórtices, que consistem em um escoamento giratório, onde as linhas de fluxo de corrente apresentam um padrão circular, ou espiral, onde o movimento dos mesmos se dá ao redor de um centro de rotação. Estes vórtices, tam- bém aqui chamados de turbilhões estacionários, irão possibilitar vantagens tais como: a diminuição do gradiente de pressão ao longo da superfície do objeto, o retardamento do ponto de mudança do escoamento laminar para turbulento e, como conseqüência disso, a região de baixa pressão se torna mais estreita porém mais alongada. Este princípio já havia sido detectado e aplicado anteriormente, tal como pode ser observado na bola de golfe. Po- rém a aplicação deste mesmo princípio físico em veículos ainda está em pleno desenvolvimento por uma série de fatores. Um dos principais fatores que impede a aplicação prática, está voltado ao custo de produção das su- perfícies texturizadas para a respectiva aplicação em grandes áreas. Tal tex- turização poderia, por exemplo, ser aplicada quando da confecção de uma chapa de um veículo. Ao estampar-se a chapa num molde pré-texturizado, esta já possuiria as propriedades estampadas, conseqüência do molde, mas muito provavelmente, isto só poderia ser aplicado em superfícies relativa- mente planas tais como um capô de um automóvel. Já nos vincos de maior ou menor curvatura ou angulação, ou áreas de formato côncavo ou convexo de tais superfícies, seria ainda possível gerar as cavidades, porém estes processos de fabricação apresentariam custos muito elevados, o que faria com que, em muitos casos o processo se tornasse artesanal. Consequente- mente, o custo não viabiliza uma possível produção em série, o que é um dos principais fatores explicativos para a não existência em larga escala de veículos com tal texturização sobre sua superfície.the movement or movement of a body through fluids, added to a series of experiments in this field over time, allowed a new insight into the practical consequences of the various types of surface finishes, guiding the development of textured surfaces. These surfaces are considered more efficient in reducing drag due to the fact that they have cavities or convexities resulting from high and low reliefs. In these cavities there is the formation of vortices, which consist of a rotating flow, where the current flow lines present a circular or spiral pattern, where their movement occurs around a center of rotation. These vortices, also called stationary vortices, will provide advantages such as: decreasing the pressure gradient along the surface of the object, delaying the point of change from laminar to turbulent flow and, as a consequence, the region low pressure becomes narrower but longer. This principle had already been detected and applied previously, as can be observed on the golf ball. But the application of this same physical principle to vehicles is still in full development by a number of factors. One of the main factors preventing practical application is the cost of producing textured surfaces for their application in large areas. Such texturing could, for example, be applied when making a plate of a vehicle. By stamping the plate in a pre-textured mold it would already have the stamped properties as a consequence of the mold, but most likely this could only be applied to relatively flat surfaces such as a car hood. Already in the creases of greater or lesser curvature or angulation, or areas of concave or convex shape of such surfaces, it would still be possible to generate the cavities, but these manufacturing processes would present very high costs, which would in many cases make the process become handmade. Consequently, the cost does not allow for a possible series production, which is one of the main explanatory factors for the non-existence of large-scale vehicles with such texturing on their surface.
Existem algumas tentativas para se viabilizar as aplicações de texturizações como serão descritas a seguir.There are some attempts to make texturing applications viable as described below.
O documento US 1976/3,973,510 descreve um objeto submersí- vel com redução do arrasto e um método para obtenção do mesmo, que compreende a aplicação de um agente de ligação que caracteriza uma ca- mada base e sílica impermeável que é sobresposta à camada base caracte- rizando uma camada superior. A função do agente de ligação é meramente promover a fixação da camada de sílica impermeável com o objeto.US 1976 / 3,973,510 describes a drag reduction submersible object and a method for obtaining it comprising applying a bonding agent which features a base layer and impermeable silica which is overlaid with the characteristic base layer. - rendering a top layer. The function of the binding agent is merely to promote the fixation of the impermeable silica layer with the object.
O objetivo final deste método é a obtenção de um revestimento externo não-uniforme que contribui para a redução do arrasto. Porém apre- senta algumas desvantagens que podem ser citadas tais como: a superfície texturizada ser de uso exclusivo para veículos marítimos; o revestimento final ser necessariamente não-uniforme e a camada base ser formada por no mínimo 50% de sílica impermeável. Os possíveis impactos ambientais asso- ciados ao uso de silica são grandes, portanto os custos para uma aplicação segura deste material são altos. Além disso, o próprio alto custo da silica neste formato a torna desvantajosa. Isso faz com que o objeto final produzi- do seja caro e não se encontre de acordo as atuais leis ambientais.The ultimate goal of this method is to obtain a non-uniform outer coating that contributes to drag reduction. However, there are some disadvantages that can be cited, such as: the textured surface is for the exclusive use of marine vehicles; the final coating is necessarily non-uniform and the base layer formed of at least 50% impermeable silica. The potential environmental impacts associated with the use of silica are high, so the costs for safe application of this material are high. In addition, the very high cost of silica in this format makes it disadvantageous. This makes the final object produced expensive and not in accordance with current environmental laws.
Já o documento WO 2009/083,622 apresenta um sistema e um método para redução da resistência friccional dos fluidos aplicados em veí- culos aéreos ou marítimos. Isto ocorre a partir de uma tela que é mantida numa posição desejada através de cabos, grampos e/ou outros tipos de fi- xadores que retardam o ponto de separação da camada limite. Isto tem co- mo conseqüência, a redução da turbulência e da resistência friccional dos fluidos.WO 2009 / 083,622 discloses a system and method for reducing the frictional resistance of fluids applied in air or sea vehicles. This occurs from a screen that is held in a desired position by cables, clamps and / or other types of fasteners that retard the boundary layer separation point. This has the consequence of reduced turbulence and frictional resistance of the fluids.
As telas podem apresentar diferentes distribuições e formatos (pontiagudos, côncavos ou convexos) de acordo com as aplicações deseja- das e as condições de "ataque" do fluido.The screens may have different distributions and shapes (pointed, concave or convex) according to the desired applications and the conditions of "attack" of the fluid.
Uma desvantagem deste processo reside no fato do usuário ser obrigado a manter o ajuste da superfície através de mecanismos de aperto ou outros tipos de mecanismos, o que fatalmente acarreta em uma perda de efetividade da superfície a longo prazo. Outra desvantagem é a possível de- teorização da tela, visto que esta não possui nenhum tipo de revestimento de proteção. Devido a esse fato, existe a possibilidade de com a deteriora- ção da tela, ocorrer um desprendimento da mesma. Isso ocasionaria um aumento do coeficiente de arrasto, o que iria de encontro à sua finalidade principal de redução do arrasto, visto que o tecido pendurado funcionaria com o mesmo princípio de uma âncora. Além disso, o objeto não pode ser aplicado em veículos terrestres.A disadvantage of this process is that the user is required to maintain surface adjustment through tightening mechanisms or other types of mechanisms, which inevitably results in a loss of surface effectiveness over the long term. Another disadvantage is the possible theorization of the screen as it has no protective coating. Due to this fact, there is a possibility that with the deterioration of the screen, it may come loose. This would lead to an increase in the drag coefficient, which would meet its main purpose of drag reduction, as the hanging fabric would function on the same principle as an anchor. In addition, the object cannot be applied to land vehicles.
Por último, o documento US 2009/0,256,385 descreve um méto- do para redução do arrasto aerodinâmico e hidrodinâmico em um veículo que compreende as etapas de: prover uma superfície texturizada no corpo do veículo, tal que esta inclua uma estrutura de cavidades espaçadas que induzem a uma zona de turbulência. Esta zona causa o retardamento da camada limite ao longo do comprimento do corpo e como conseqüência promove a redução do arrasto. A superfície texturizada é composta por duas camadas distintas,Finally, US 2009 / 0,256,385 describes a method for reducing aerodynamic and hydrodynamic drag in a vehicle comprising the steps of: providing a textured surface on the vehicle body such that it includes a structure of spaced cavities that induce to a turbulent zone. This zone causes the delay of the boundary layer along the body length and as a consequence promotes drag reduction. The textured surface is made up of two distinct layers,
onde uma primeira camada distinta é chamada de camada perfurada e con- tém em sua porção inferior um adesivo. A segunda camada distinta é cha- mada de camada laminada, e também possui um adesivo distribuído por toda a sua porção inferior. A camada perfurada é fixada à superfície lisa do veículo e após sua aderência completa, ocorre a fixação da camada lamina- da que promove a definição do formato final da superfície texturizada. Esta superfície cobre cerca de 20 a 30% da superfície externa do veículo. As dimensões e os formatos das perfurações e das conseqüen- tes concavidades não são precisamente definidas, podendo assumir forma- tos quadrangulares, hexagonais, octagonais, ovais ou circulares. Numa mo- dalidade preferida, define-se algumas dimensões tais como o diâmetro das perfurações que é de aproximadamente 4,8 mm e o espaçamento centro-a- centro das concavidades que é de cerca de 25,4 mm.where a first distinct layer is called a perforated layer and contains in its lower portion an adhesive. The second distinct layer is called a laminate layer, and also has an adhesive distributed throughout its lower portion. The perforated layer is fixed to the smooth surface of the vehicle and after its complete adhesion, the laminate layer is fixed, which promotes the definition of the final shape of the textured surface. This surface covers about 20 to 30% of the outer surface of the vehicle. The dimensions and shapes of the perforations and their concavities are not precisely defined and may take square, hexagonal, octagonal, oval or circular shapes. In a preferred embodiment, some dimensions are defined such as the diameter of the perforations which is approximately 4.8 mm and the center-to-center spacing of the concavities which is about 25.4 mm.
O fato da natureza das camadas ser adesiva dificulta a fixação das mesmas em regiões de canto vivo e/ou regiões que apresentem outras complexidades geométricas. Isso ocorre devido à falta de flexibilidade des- sas camadas, que se deformam de tal maneira, em sua aplicação em regi- ões geometricamente complexas, que comprometem significativamente suas propriedades de redução de arrasto.The fact that the nature of the layers is adhesive makes it difficult to fix them in living corner regions and / or regions with other geometric complexities. This is due to the lack of flexibility of these layers, which are so deformed in their application to geometrically complex regions, which significantly compromise their drag reduction properties.
Ainda com relação ao mesmo documento, ocorre a existência de espaços vazios (bolhas de ar) por duas razões distintas: a primeira ocorre quando a camada laminada é fixada sobre a camada perfurada na região das concavidades devido a diferença de formatos finais entre as duas cama- das e a segunda ocorre devido à tentativa de se superpor duas ou mais ca- madas laminadas. Devido a essa dificuldade de fixação das camadas, o di- mensionamento final das mesmas é comprometido. Um exemplo disso é o fato das dimensões das concavidades serem diretamente determinadas pela espessura da camada perfurada.Still with respect to the same document, there are voids (air bubbles) for two different reasons: the first occurs when the laminated layer is fixed over the perforated layer in the concavity region due to the difference in final shapes between the two beds. - and the second occurs due to the attempt to overlap two or more laminate layers. Due to this difficulty in fixing the layers, their final dimensioning is compromised. An example of this is that the dimensions of the concavities are directly determined by the thickness of the perforated layer.
Breve descrição da invençãoBrief Description of the Invention
A presente invenção, numa modalidade preferida, apresenta um método para redução de arrasto aerodinâmico e hidrodinâmico aplicado em superfícies externas de veículos que apresenta, basicamente, três camadas distintas. Numa primeira etapa, preferencialmente, uma camada de resina (epóxi ou poliéster), que atua como um agente ligante, é sobreposta na su- perfície lisa do veículo, com intuito de facilitar a fixação das camadas poste- riores. Numa segunda etapa, uma camada constituída de uma tela (poliéster tecido ou outro material flexível) é sobreposta à camada de resina já existen- te. A junção dessas duas camadas faz com que surja um fluxo absorvedor de sentido ascendente proveniente da camada de resina ainda em estado semi-líquido e que inicia o processo de preenchimento da tela por absorção natural, garantido meramente por uma propriedade física. Numa terceira e- tapa, são aplicadas, por cima da dita tela, já tendo absorvida parte da resina inicial, numa modalidade preferida, preferencialmente duas ou mais cama- das de resina, cujo material é idêntico à primeira camada de resina. Esta etapa define a formação de um fluxo descendente, também por absorção natural/ capilar e ação gravitacional que irá de encontro ao fluxo ascendente, gerando um assentamento definitivo das camadas de resina nas entranhas da tela. Isso irá servir para fixar a tela junto à superfície lisa e definir o diâ- metro final das concavidades que variam de 2 a 10 mm. Na última etapa, é aplicada sobre as duas camadas distintas citadas anteriormente, camadas de tinta, que servirão para o selamento da superfície texturizada e para fins estéticos.The present invention, in a preferred embodiment, discloses a method for aerodynamic and hydrodynamic drag reduction applied to vehicle exterior surfaces having basically three distinct layers. In a first step, preferably a resin layer (epoxy or polyester) acting as a binder is superimposed on the smooth surface of the vehicle to facilitate attachment of the subsequent layers. In a second step, a layer consisting of a web (woven polyester or other flexible material) is overlaid with the existing resin layer. The joining of these two layers gives rise to an upward absorbing flow from the still semi-liquid resin layer and initiates the process of naturally absorbing the fabric, merely guaranteed by a physical property. In a third stage, above said web are applied, having already absorbed part of the initial resin, in a preferred embodiment, preferably two or more layers of resin, whose material is identical to the first resin layer. This step defines the formation of a downward flow, also by natural / capillary absorption and gravitational action that will meet the upward flow, generating a definitive settlement of the resin layers in the bowel of the screen. This will serve to fix the screen to the smooth surface and set the final diameter of the concavities ranging from 2 to 10 mm. In the last step, layers of paint, which will be used for sealing the textured surface and for aesthetic purposes, are applied to the two distinct layers mentioned above.
Uma das vantagens das superfícies texturizadas obtidas a partir deste método é o fato de, após sua aplicação, não haver necessidade de ajustes para manutenção das características de redução do arrasto, ou seja, constitui-se de um dispositivo totalmente passivo.One of the advantages of textured surfaces obtained from this method is that, after its application, there is no need for adjustments to maintain the drag reduction characteristics, ie it is a fully passive device.
Outra vantagem deste método é que a superfície texturizada não apresenta "bolhas de ar" visto que a resina aplicada sobre a tela é constituí- da por um material termofixo, que no momento de sua aplicação se encontra na fase líquida e devido as suas características físicas (viscosidade, tensões atuantes, entre outras) se distribui por toda superfície da tela, não permitindo a existência de espaços vazios ou tensões latentes.Another advantage of this method is that the textured surface has no "air bubbles" since the resin applied to the canvas is composed of a thermosetting material, which at the moment of application is in the liquid phase and due to its physical characteristics. (viscosity, acting stresses, among others) is distributed over the entire surface of the screen, allowing no voids or latent stresses.
A natureza das camadas que compõem a superfície texturizada e o método para obtenção das mesmas, faz com que a superfície final obtida seja considerada como uma só. Ou seja, a superfície texturizada se agrega de tal maneira à superfície lisa do veículo, que uma (superfície texturizada) se torna uma extensão da outra (superfície lisa), havendo, como resultado final, uma integração completa entre ambas. Isso faz com que a superfície texturizada se torne um reforço estrutural e o material resultante possua al- gumas propriedades potencializadas tais como: aumento da resistência ao impacto e aumento da resistência à corrosão. Esta última característica se deve ao fato da superfície texturizada ser de natureza, preferencialmente, polimérica. Isso faz com que seja gerada uma "blindagem" das matérias pri- mas constituintes das superíficies lisas dos veículos que são, preferencial- mente, constituídas de chapas metálicas ferrosas.The nature of the layers that make up the textured surface and the method for obtaining them makes the final surface obtained to be considered as one. In other words, the textured surface is added in such a way to the smooth surface of the vehicle that one (textured surface) becomes an extension of the other (smooth surface), resulting in complete integration between them. This causes the textured surface to become a structural reinforcement and the resulting material to have some enhanced properties such as increased impact resistance and increased corrosion resistance. This last feature is due to the fact that the textured surface is preferably polymeric in nature. This results in the "shielding" of the raw materials constituting the smooth surfaces of vehicles which are preferably made of ferrous sheet metal.
Além disso, o fato da tela ser constituída de um material que sóIn addition, the fact that the canvas is made of a material that only
pode ser fixado na superfície lisa do veículo à partir da aplicação de uma primeira camada de resina facilita a maneabilidade e a fixação da tela em regiões de cantos vivos e/ou regiões que apresentem áreas de formatos cur- vos, côncavos, convexos, ou outras complexidades geométricas. Descrição resumida dos desenhoscan be fixed to the smooth surface of the vehicle from the application of a first layer of resin facilitates the maneuverability and attachment of the fabric to regions of sharp corners and / or regions having curved, concave, convex or other shaped areas. geometric complexities. Brief Description of the Drawings
A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descri- ta com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:The present invention will hereinafter be described in more detail based on an exemplary embodiment shown in the drawings. The figures show:
Figura 1 - é a visualização de alguns conceitos decorrentes do estado da técnica;Figure 1 - is the visualization of some concepts arising from the state of the art;
Figura 2 - é a aplicação destes conceitos decorrentes do estadoFigure 2 - is the application of these concepts arising from the state
da técnica;of technique;
Figura 3 - é uma vista de um corte de seção transversal que permite a visualização do modo de aplicação de uma primeira camada de resina, que caracteriza uma primeira camada distinta, sobre a superfície lisa do veículo;Figure 3 is a cross-sectional view through which a mode of application of a first layer of resin featuring a distinct first layer can be viewed on the smooth surface of the vehicle;
Figura 4 - é uma vista superior da tela que caracteriza uma se- gunda camada distinta;Figure 4 is a top view of the screen featuring a second distinct layer;
Figura 5 - é uma visualização do modo de aplicação da tela so- bre uma superfície lisa de um veículo;Figure 5 is a view of how the screen is applied to a smooth surface of a vehicle;
Figura 6 - é uma visualização da tela aplicada numa superfícieFigure 6 - is a screen view applied to a surface
plana;flat;
Figura 7 - é uma visualização do modo de aplicação da tela so- bre uma superfície de significativa complexidade geométrica; Figura 8 - é uma vista de um corte de seção transversal queFigure 7 - is a visualization of the screen application mode on a surface of significant geometric complexity; Figure 8 is a cross-sectional view of a cross section
permite a visualização do modo de aplicação de uma segunda camada de resina sobre a tela; Figura 9 - é uma visualização do modo de aplicação, numa mo- dalidade preferida, de uma terceira camada de resina sobre a superfície for- mada até então;allows the visualization of the application of a second layer of resin on the canvas; Figure 9 is a view of the mode of application, in a preferred embodiment, of a third resin layer on the surface formed so far;
Figura 10 - é uma vizualização do modo de aplicação, numa modalidade preferida, de uma quarta camada de resina sobre a superfície formada até então; Figura 11 - é uma vista do modo de aplicação de uma camada de tinta sobre a superfície formada até então;Figure 10 is a view of the mode of application, in a preferred embodiment, of a fourth layer of resin on the surface formed so far; Figure 11 is a view of the mode of application of an ink layer on the surface formed so far;
Figura 12 - é uma vista de um corte transversal feito após a apli- cação da tinta sobre as camadas de tela e resina; Figura 13 -é uma vista superior da superfície texturizada final;Figure 12 is a cross-sectional view taken after the paint is applied to the canvas and resin layers; Figure 13 is a top view of the final textured surface;
Figura 14 - é uma vista em detalhe de um canto - vivo após ser submetido ao dito método.Figure 14 is a detail view of a living corner after being subjected to said method.
Descrição detalhada das figurasDetailed Description of the Figures
A figura 1 é uma vista de um corte transversal que mostra o per- fil de uma asa de um veículo aeromotor em contato com um fluido. As linhas de fluxo 1 se encontram paralelas umas às outras até o momento em que se inicia o contato entre o fluido e o perfil de asa.Figure 1 is a cross-sectional view showing the profile of a wing of a motor vehicle in contact with a fluid. Flow lines 1 are parallel to each other until the contact between the fluid and the wing profile begins.
É importante notar que a camada limite define o grau que as re- giões são afetadas pela interface fluido - perfil transversal de asa, também chamado de aerofólio. Tendo em vista este conceito, três linhas principais de fluxo são definidas e medidas através do número de Reynolds, que é utiliza- do para medir o nível de escoamento e classificá-lo basicamente em três tipos distintos: escoamento laminar, escoamento de transição e escoamento turbulento. A primeira linha 5, cujo fluxo é laminar, é praticamente paralelo às linhas de fluxo 1, já que se encontram numa região significativamente afastada do perfil de asa. A geometria do perfil de asa faz com que em sua parte superior haja um fluxo que, a partir de um determinado ponto, gere vórtices 3 ao longo de seu comprimento que, dependendo da velocidade e do ângulo de ataque, caracteriza um escoamento turbulento representado pela segunda linha de fluxo 2. Devido ao formato praticamente plano apre- sentado pela parte inferior do perfil de asa, o escoamento característico des- sa região permanece laminar como inicial, o que caracteriza uma terceira linha de fluxo 4. O escoamento turbulento mostrado pela segunda linha de fluxo 2 caracteriza uma zona de arrasto, o que, no caso em tela, representa a redução abrupta de velocidade da aeronave em vôo, tendo como conse- qüência o chamado estol.. Se não houvesse este "descolamento" da cama- da laminar do fluxo de ar, mantendo-se este fluxo seguindo Iaminarmente fixo ao longo de toda a extensão da superfície superior, pelo fato da curvatu- ra apresentar um caminho maior a percorrer de cada partícula de ar do que na parte inferior, obtêm-se, nesta parte superior, uma região de baixa pres- são (vácuo), pela propriedade física de expansibilidade do ar, que tende a "chupar" toda a asa para cima. Na superfície inferior, esta menos curva, gera uma área de alta pressão pelo "ataque" ao fluido, pela propriedade física de compressibilidade do ar. Esta simultânea combinação causa um gradiente de pressão que possibilita a flutuação do veículo aéreo. Este gradiente de pressão é chamado de empuxo ou sustenção. Esta figura ilustra como se forma o arrasto em um corpo em movimento pelo ar e como, pela proprieda- de física deste mesmo ar, o da expansão, se crie uma área de baixa pressão que cria uma força contrária àquela do sentido do movimento do corpo, fun- cionando como um freio, ou seja, a definição de arrasto.It is important to note that the boundary layer defines the degree to which regions are affected by the fluid interface - wing cross profile, also called the airfoil. In view of this concept, three main flow lines are defined and measured using the Reynolds number, which is used to measure the flow level and classify it basically into three distinct types: laminar flow, transition flow and flow. turbulent. The first line 5, whose flow is laminar, is practically parallel to the flow lines 1, since they are in a region significantly away from the wing profile. The geometry of the wing profile causes a flow at its upper part which, from a certain point, generates vortices 3 along its length, which, depending on the velocity and angle of attack, characterizes a turbulent flow represented by second flow line 2. Due to the nearly flat shape of the underside of the wing profile, the characteristic flow of this region remains laminar as initial, which characterizes a third flow line 4. The turbulent flow shown by the second flow line 2 features a drag zone, which in this case represents the abrupt reduction in speed of the aircraft in flight, resulting in the so-called stall. If there were no such "detachment" of the layer laminar air flow, maintaining this flow following the fixedly fixed path along the entire extension of the upper surface, since the curvature has a longer path to In the upper part, a region of low pressure (vacuum) is obtained by the physical property of air expansion, which tends to "suck" the entire wing upwards. In the lower surface, this less curved, generates an area of high pressure by "attack" to the fluid, by the physical property of compressibility of air. This simultaneous combination causes a pressure gradient that allows the air vehicle to float. This pressure gradient is called thrust or hold. This figure illustrates how drag is formed on a moving body through the air and how, by the physical property of that same air, that of expansion, creates an area of low pressure that creates a force contrary to that of the body's direction of movement. , acting as a brake, ie the definition of drag.
A figura 2 ilustra uma outra aplicação dos conceitos discutidos acima, onde uma hipotética bola de golfe de superfície lisa 6 é submetida a um movimento pelo ar. A região de interface 12 cujo escoamento é laminar se torna reduzida devido à localização do ponto de separação 10 da camada limite. É importante ressaltar que nesta região, antes do descolamento do fluxo laminar ao longo da superfície, as forças de fricção aplicadas sobre a esfera são em área reduzidas. A "esteira de ar" 7 formada depois do desco- lamento da camada em fluxo laminar da superfície, para esta configuração, é mais larga, ocupando uma grande área relativa em secção, onde as forças de baixa pressão do ar (vácuo) atuam, exercendo grande efetividade de frei- o, ou seja, de arrasto. A bola de golfe, de superfície texturizada 8, é submetida aoFigure 2 illustrates another application of the concepts discussed above, where a hypothetical smooth surface golf ball 6 is subjected to an air movement. The interface region 12 whose flow is laminar becomes reduced due to the location of the boundary layer separation point 10. It is important to highlight that in this region, before the laminar flow detachment along the surface, the friction forces applied to the sphere are in reduced area. The "air mat" 7 formed after the surface laminar flow layer has detached for this configuration is wider, occupying a large relative area in section, where the low air pressure (vacuum) forces act, exerting great brake, that is, drag effectiveness. The textured surface golf ball 8 is subjected to the
mesmo movimento, porém suas cavidades permitem um aumento da região de escomento laminar 13 devido ao retardamento do ponto de separação 151 da camada limite, isso signfica um aumento da região submetida às for- ças de fricção reduzidas. Outro desdobramento desta configuração é a for- mação de uma "esteira de ar" 9 caracterizada por um formato mais estreito porém mais longo.same movement, but its cavities allow an increase in the laminar space region 13 due to the delay of the boundary layer separation point 151, this means an increase in the region subjected to reduced frictional forces. Another development of this configuration is the formation of an "air mat" 9 characterized by a narrower but longer shape.
Este comparativo permite concluir que objetos cujas superfíciesThis comparison allows us to conclude that objects whose surfaces
sejam texturizadas, apresentam uma maior região de exposição à gradientes de pressão reduzidos o que permite uma menor ação do vácuo (ar expandi- do) que se forma na parte de saída (de fuga) do corpo, pois sendo a área de atuação deste mesmo ar reduzida, reduz-se a efetividade do arrasto, permi- tindo maior tempo de flutuação no ar, no caso da bola de golfe.are textured, they have a greater region of exposure to reduced pressure gradients which allows a smaller action of the vacuum (expanded air) that forms in the outlet (leakage) part of the body, since its area of action Reduced air reduces the effectiveness of the drag, allowing longer air fluctuation in the case of the golf ball.
Outra característica que se depreende desta ação das camadas de ar por sobre a superfície texturizada da bola de golfe em movimento, é que a formação dos microturbilhões pontuais em cada "cavidade" da texturi- zação se tornem proporcionalmente intensos, que por estarem comprimidos, causem um descolamento das camadas Iaminares da superfície rígida da bola, fazendo com que a fricção passe de ar por sobre a superfície rígida da bola de golfe, para ar sobre microturbilhões de ar, ou seja, fricção de ar com ar, o que reduz ainda mais os coeficientes resultantes de arrasto na bola em movimento.Another feature that emerges from this action of the air layers over the textured surface of the moving golf ball is that the formation of the point microturbillion in each "cavity" of the texturing becomes proportionally intense, which, being compressed, causes a detachment of the laminar layers from the rigid surface of the ball, causing friction to pass air over the rigid surface of the golf ball to air over microturbillions, ie air to air friction, which further reduces the resulting drag coefficients in the moving ball.
Em face de todos os conceitos discutidos pelo estado da técnica,In light of all the concepts discussed by the state of the art,
torna-se necessário o desenvolvimento de objetos que, quando submetidos a movimentação (deslocamentos), apresentem uma perda por arrasto redu- zida. Alguns métodos para obtenção de superfícies texturizadas que redu- zam o arrasto aplicado em veículos foram desenvolvidos porém, como discu- tido, todos esses métodos apresentam desvantagens que dificultam sua im- plementação e funcionalidade. Isso se verifica pelo fato de que apesar do vasto emprego de texturizações para a formação de cavidades, como, por exemplo, no emprego de bolas de golfe, não foi empregado até hoje em es- cala industrial tal aplicação em objetos de grande porte, como veículos ou embarcações.It is necessary to develop objects that, when subjected to movement (dislocations), present a reduced drag loss. Some methods for obtaining textured surfaces that reduce drag applied to vehicles have been developed but, as discussed, all these methods have disadvantages that hinder their implementation and functionality. This is due to the fact that despite the vast use of textures for the formation of cavities, such as the use of golf balls, it has not been employed to date in industrial scale such application to large objects such as vehicles or boats.
O objeto e método para redução de arrasto aerodinâmico e hi- drodinâmico em uma superfície de veículo da presente invenção é então apresentado, onde a figura 3 representa uma vista de um corte de seção transversal que permite a visualização do modo de aplicação de uma primei- ra camada de resina 100, que caracteriza uma primeira camada distinta e atua como um agente ligante, sobre a superfície lisa do veículo 200.The object and method for aerodynamic and hydrodynamic drag reduction on a vehicle surface of the present invention is then presented, where Fig. 3 is a cross-sectional view of the first application mode. Resin layer 100, which features a distinct first layer and acts as a binder on the smooth surface of vehicle 200.
A primeira camada distinta facilita o processo de fixação dasThe first distinct layer facilitates the process of fixing the
camadas posteriores já que torna a superfície lisa do veículo mais aderente.later layers as it makes the smooth surface of the vehicle more adherent.
A figura 4 representa uma vista superior da tela 14 em que se torna possível a visualização do alinhamento e orientação dos orifícios 15. O espaçamento entre os orifícios/ futuras concavidades é inicialmente definido entre 1 e 10 mm e o diâmetro dos orifícios pode variar entre 0,5 e 20 mm.Figure 4 is a top view of the screen 14 where it is possible to view the alignment and orientation of the holes 15. The spacing between the holes / future concavities is initially defined between 1 and 10 mm and the diameter of the holes may vary between 0 , 5 and 20 mm.
A figura 5 mostra o momento exato em que a tela 16 é aplicada sobre uma superfície 17 de um veículo. É importante ressaltar que a fixação da tela ocorre após a meia cura da primeira camada de resina. Esta aplica- ção faz com que surja um fluxo de sentido ascendente proveniente da ca- mada de resina e que inicia o processo de preenchimento da tela. Além dis- so, a aplicação é feita de tal maneira que a tela se mantenha móvel ao longo de toda a superfície lisa do veículo visto que não existe nenhum tipo de ade- sivo agregado à mesma. A tela, numa modalidade preferida, é colocada em toda superfície do veículo de uma só vez. Caso existam regiões que não necessitem da superfície texturizada, devido ao pequeno "ataque" de fluido, a aplicação de telas será feita por regiões. Outras áreas que serão evitadas por motivos óbvios são as compostas de vidros transparentes.Figure 5 shows the exact moment when screen 16 is applied to a surface 17 of a vehicle. Importantly, the fixation of the mesh occurs after half cure of the first resin layer. This application causes an upward flow from the resin layer to begin and the process of filling the screen. In addition, the application is made in such a way that the screen remains movable along the entire smooth surface of the vehicle as there is no type of adhesive attached to it. The screen, in a preferred embodiment, is placed on the entire surface of the vehicle at one time. If there are regions that do not need the textured surface, due to the small "attack" of fluid, the application of screens will be done by regions. Other areas that will be avoided for obvious reasons are transparent glass.
A figura 6 é apresentada com intuito de facilitar a compreensão do modo com que a tela 16 é disponibilizada após sua aplicação numa am- pia região. Devido a isto, uma superfície plana do veículo 17 com tela apli- cada é apresentada. Nota-se que a tela não obstrui a visualização da super- fície 17 do veículo devido ao seu formato e a sua composição.Figure 6 is presented to make it easier to understand how screen 16 is made available after its application in a wide region. Because of this, a flat surface of the vehicle 17 with screen applied is presented. Note that the screen does not obstruct the view of the vehicle surface 17 due to its shape and composition.
A figura 7 mostra a etapa de fixação da tela 18 em uma região de canto - vivo 19 de um objeto 20. O fato da tela 18 ser flexível, facilita o manuseio do operador ou do processo de aplicação em regiões de significa- tiva complexidade geométrica. Outro fato importante a ser ressaltado é que o alto grau de flexibilidade da tela não permite a deformação permanente da mesma qualquer que seja a região de sua aplicação, o que garante a manu- tenção das características de redução de arrasto. Este alto grau de flexibili- dade, por outro lado, permite a aplicação da tela sobre qualquer região de superfície externa do veículo. Isto permite, caso seja necessário, o revesti- mento de 100% da área externa do veículo.Figure 7 shows the step of securing screen 18 in a sharp corner region 19 of an object 20. The fact that screen 18 is flexible facilitates operator or process handling in regions of significant geometric complexity. . Another important fact to note is that the high degree of flexibility of the screen does not allow permanent deformation of the screen regardless of the region of application, which ensures the maintenance of drag reduction characteristics. This high degree of flexibility, on the other hand, allows the screen to be applied to any external surface region of the vehicle. This allows, if necessary, a coating of 100% of the external area of the vehicle.
Importante ressaltar que a flexibilidade de tela dá-se em função de tratar-se de um tecido com urdume e trama compostos por diversos seg- mentos (micro-filamentos) o que possibilta, em casos de superfícies muito complexas, a aplicação bastante rente sem que haja a formação de bolhas ou sobra de material. Alguns tipos de superfícies não poderiam ser revesti- das, mas pelo objeto a presente invenção isso tornou-se possível, como, por exemplo, superfícies convexas e superfícies côncavas.Importantly, the flexibility of the screen is due to the fact that it is a warp and weft fabric composed of several segments (micro-filaments) which allows, in cases of very complex surfaces, very close application without that bubbles or material is left over. Some types of surfaces could not be coated, but by the object of the present invention this became possible, such as convex surfaces and concave surfaces.
A figura 8 representa um corte de seção transversal que permite a visualização do modo de aplicação de uma segunda camada de resina 31 sobre a tela 16. A segunda camada de resina 31, devido à presença de ten- sões capilares e ao fato da mesma ser um material termofixo que se encon- tra na fase líquida no momento de sua aplicação, se distribui ao longo de toda a região da tela, inclusive sendo absorvida pela mesma, como é indica- do pelas setas de fluxo descendente 33. Outro fato importante a ser desta- cado é o de que o fluxo ascendente 150 se encontra com o fluxo descenden- te 33, o que ocasiona a formação de diversas regiões de resina que serão discutidas a seguir. Uma primeira região de resina 29 formada se localiza entre o lado inferior 35 da tela 16 e a superfície lisa 17 do veículo. Esta pri- meira formação ocorre após a passagem da primeira camada de resina des- crita na figura 3. Simultaneamente são formadas duas camadas subseqüen- tes, a partir da junção das linhas de fluxo 33 e 150, que são: a camada de resina absorvida pela tela 16 e a camada de resina 27 que reveste a parece lateral. Esta última camada citada apresenta pontos críticos que são aqueles de preenchimento de cantos - vivos (26, 28). O ponto inferior 28 apresenta maior espessura de camada de resina devido não só ao próprio peso da camada mas também pelo sentido do escoamento. Por conseqüência, o ponto 27 apresenta espessura de camada de resina mediana devido às ca- racacterísticas da camada citadas anteriormente e por último, o ponto 26 apresenta menor espessura de camada de resina dentre os 3 pontos cita- dos. A segunda camada de resina 31 pode vir a formar uma base superior à tela 16. Esta dependência está vinculada à quantidade de resina depositada na primeira e segunda aplicações.Figure 8 is a cross-sectional view showing how to apply a second layer of resin 31 onto screen 16. The second layer of resin 31, due to the presence of capillary tensions and the fact that it is a thermosetting material that is in the liquid phase at the time of application is distributed throughout the entire region of the mesh, even being absorbed by it, as indicated by the downflow arrows 33. Another important fact is The highlight is that the upward flow 150 meets the downward flow 33, which causes the formation of various resin regions which will be discussed below. A first resin region 29 formed lies between the underside 35 of the screen 16 and the smooth surface 17 of the vehicle. This first formation occurs after the passage of the first resin layer described in figure 3. Simultaneously two subsequent layers are formed from the junction of flow lines 33 and 150, which are: the absorbed resin layer by the screen 16 and the resin layer 27 lining the sidewall. This last cited layer presents critical points that are those of live corners (26, 28). Bottom 28 has a higher resin layer thickness due not only to the weight of the layer itself but also to the flow direction. As a result, point 27 has a median resin layer thickness due to the aforementioned layer characteristics, and lastly, point 26 has a lower resin layer thickness than the 3 points mentioned. The second resin layer 31 may form a higher base than screen 16. This dependence is linked to the amount of resin deposited in the first and second applications.
A figura 9 ilustra o modo de aplicação, numa modalidade preferi- da, de uma terceira camada de resina 36 sobre a superfície formada até en- tão. Esta terceira camada pode realizar um revestimento da maneira como é mostrada na figura 8 ou então pode finalizar o processo de preenchimento da tela 16 e iniciar a formação de uma camada de resina que se sobrepõem à tela. Caso o revestimento seja feito da maneira como mostrada na figura 8, a segunda camada de resina 36 irá se sobrepor à primeira camada de resina 31 de tal maneira que a resina agora aplicada não terá mais diretamente contato físico com a tela. Dessa forma, esta camada 36 já servirá para iniciar o processo de definição das dimensões finais das concavidades.Figure 9 illustrates the mode of application, in a preferred embodiment, of a third resin layer 36 on the surface formed thereafter. This third layer may perform a coating as shown in Figure 8 or it may terminate the process of filling the screen 16 and begin forming a layer of resin overlapping the screen. If the coating is made as shown in Figure 8, the second resin layer 36 will overlap the first resin layer 31 such that the resin now applied will no longer have direct physical contact with the fabric. Thus, this layer 36 will already serve to start the process of defining the final dimensions of the concavities.
A figura 10 apresenta o modo de aplicação, numa modalidade preferida, da quarta camada de resina 42 sobre as duas camadas anteriores (40, 41) que irá, numa modalidade preferida, definir as dimensões finais das concavidades e da espessura da superfície texturizada como um todo, esta última sendo usualmente de 0,5 a 3 mm.Figure 10 shows the mode of application, in a preferred embodiment, of the fourth resin layer 42 on the two previous layers (40, 41) which will, in a preferred embodiment, define the final dimensions of the concavities and the textured surface thickness as a However, the latter is usually 0.5 to 3 mm.
A aplicação da terceira e quarta camadas de resina irá depender de uma série de características inerentes ao veículo no qual a superfície tex- turizada será aplicada, tais como: região do veículo, grau de ataque do fluido entre outras. Portanto, a aplicação da terceira e quarta camadas se torna opcional.The application of the third and fourth resin layers will depend on a number of characteristics inherent in the vehicle to which the textured surface will be applied, such as: vehicle region, degree of fluid attack and the like. Therefore, the application of the third and fourth layers becomes optional.
A figura 10 apresenta uma vista de um corte transversal feito na superfície após a aplicação de todas as quatro camadas de resina e da tela 16 sobre a superfície lisa do veículo 17. Note-se que em uma outra modalidade preferencial da invenção é possível a aplicação de somente três camadas de resina, porém isso se dá em função do material empregado e até mesmo do tipo de superfície que está sendo tratada. Isto faz com que se torne pratica- mente caracterizadas as dimensões finais do resvestimento, tanto na região plana quanto na região de concavidades ou de convexidades.Figure 10 is a cross-sectional view taken on the surface after applying all four resin layers and the screen 16 on the smooth surface of the vehicle 17. Note that in another preferred embodiment of the invention it is possible to apply only three layers of resin, but this is a function of the material employed and even the type of surface being treated. This practically characterizes the final dimensions of the coating, both in the flat region and in the concavity or convexity region.
A figura 11 apresenta o modo de aplicação de uma camada de tinta 60 sobre a superfície formada até então. A tinta é aplicada, numa mo- dalidade preferida, a partir de uma técnica de jateamento, onde a camada formada apresenta espessura importante no "ajuste" final para otimização das dimensões dos elementos da texturização, além, é claro, do selamento e acabamento final estético desejado.Figure 11 shows the manner of applying an ink layer 60 on the surface formed so far. The paint is applied, in a preferred embodiment, by a blasting technique, where the formed layer has significant thickness in the final "fit" to optimize the dimensions of the texturizing elements, of course, the sealing and final finishing. desired aesthetic.
A figura 12 ilustra um corte numa seção transversal 60 em que se torna possível a visualização de todas as camadas que compõem a su- perfície texturizada, inclusive a camada de tinta 53 recém aplicada.Figure 12 illustrates a cross-sectional view 60 in which it is possible to view all the layers that make up the textured surface, including the newly applied paint layer 53.
A figura 13 representa uma vista superior da superfície texturi- zada final 62, onde é possível a visualização das concavidades formadas 63. Estas concavidades 63 tomam possível a formação de vórtices (micro- turbilhões) que irão caracterizar o processo de retardamento do ponto de separação da camada limite e como conseqüência disso ocorre a redução da perda por arrasto em veículos revestidos pela dita superfície texturizada. O espaçamento entre as concavidades também pode ser visualizado a partir dessa figura.Figure 13 is a top view of the final textured surface 62, where it is possible to view the formed concavities 63. These concavities 63 make it possible to form vortices (micro-swirls) that will characterize the separation point delay process. As a consequence of this, there is a reduction of the drag loss in vehicles coated by the textured surface. The spacing between the concavities can also be viewed from this figure.
A figura 14 representa uma vista em detalhe de uma superfície completa, como, por exemplo, uma quina ou uma superfícicie convexa 64 com cantos vivos, após ser submetido ao dito método. É possível notar que as concavidades 63, siginificativamente próximas 65 a essas regiões de alta complexidade geométrica, não apresentam distorções quanto à sua forma devido às características citadas anteriormente tais como: a flexibilidade da tela e o modo de aplicação da mesma sobre a superfície do objeto.Figure 14 is a detail view of a complete surface, such as a corner or convex surface 64 with sharp corners, after undergoing said method. It is possible to notice that the concavities 63, signifi- cantly close to 65 to these regions of high geometric complexity, do not present distortions in their form due to the characteristics mentioned above such as: the flexibility of the screen and the way of its application on the surface of the object. .
Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, de- ve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possí- veis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações a- pensas, aí incluídos os possíveis equivalentes. Além disso, as figuras apre- sentadas acima possuem um caráter meramente ilutrativo, não caracterizan- do, desta forma, uma proporção real entre os elementos que constituem a superfície texturizada descrita acima.Having described an example preferred embodiment, it is to be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations and is limited only by the content of the appended claims, including the possible equivalents thereof. In addition, the figures presented above have a purely illustrative character, thus not characterizing a real proportion between the elements constituting the textured surface described above.
Claims (16)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BRPI1003810-8A BRPI1003810A2 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Textured Surface Application Method for Aerodynamic or Hydrodynamic Drag Reduction on a Vehicle Surface and Textured Surface |
PCT/BR2011/000362 WO2012048396A1 (en) | 2010-10-15 | 2011-10-17 | Method for applying a textured surface to a vehicle surface for reducing aerodynamic or hydrodynamic drag, and textured surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BRPI1003810-8A BRPI1003810A2 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Textured Surface Application Method for Aerodynamic or Hydrodynamic Drag Reduction on a Vehicle Surface and Textured Surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BRPI1003810A2 true BRPI1003810A2 (en) | 2013-02-13 |
Family
ID=45937787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BRPI1003810-8A BRPI1003810A2 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Textured Surface Application Method for Aerodynamic or Hydrodynamic Drag Reduction on a Vehicle Surface and Textured Surface |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
BR (1) | BRPI1003810A2 (en) |
WO (1) | WO2012048396A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9308987B1 (en) | 2014-05-15 | 2016-04-12 | The Curators Of The University Of Missouri | Drag reduction utilizing driven micro-cavities |
US10808540B2 (en) * | 2018-03-22 | 2020-10-20 | Raytheon Technologies Corporation | Case for gas turbine engine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001050215A (en) * | 1999-08-11 | 2001-02-23 | 浩伸 ▲黒▼川 | Karman's vortex reducing body |
BR8300862U (en) * | 2003-06-13 | 2005-02-22 | Paul Gaiser | Surface applied arrangement for vehicles, vessels and aircraft |
US7810867B2 (en) * | 2008-04-14 | 2010-10-12 | Fastskinz, Inc. | Vehicle with drag-reducing outer surface |
-
2010
- 2010-10-15 BR BRPI1003810-8A patent/BRPI1003810A2/en not_active Application Discontinuation
-
2011
- 2011-10-17 WO PCT/BR2011/000362 patent/WO2012048396A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012048396A1 (en) | 2012-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200018285A1 (en) | Airfoil with a vortex generator pair | |
BR112020009406A2 (en) | method for making a rotor blade panel of a wind turbine and rotor blade panel for a rotor blade of a wind turbine | |
JP5936632B2 (en) | Multi-arm dimple and dimple pattern including the same | |
TWM568499U (en) | Flexible display device | |
Ozgoren et al. | Investigation of flow characteristics around a sphere placed in a boundary layer over a flat plate | |
CN105644770A (en) | Sharkskin-imitating resistance-reducing wing | |
US7588505B2 (en) | Golf ball surface textures | |
BRPI1003810A2 (en) | Textured Surface Application Method for Aerodynamic or Hydrodynamic Drag Reduction on a Vehicle Surface and Textured Surface | |
US20210091449A1 (en) | Antenna housing and structure for antenna housing | |
CN107503281A (en) | Loads of Long-span Bridges wind-induced vibration flow control method based on vortex generator | |
BR102015031082A2 (en) | wing and drag reduction device to reduce wing tip vortex effects | |
JP2000199505A (en) | Fluid frictional resistance reducing device of substance | |
Bender et al. | A study on the effects of wind on the air intake flow rate of a cooling tower: Part 3. Numerical study | |
Bridges et al. | Influence of orifice orientation on a synthetic jet-boundary-layer interaction | |
JP6821067B2 (en) | Ship air cushion skirt sleeve | |
CN209307237U (en) | Three-dimensional hollow woven part reinforced silica aerogel composite material | |
Zurman-Nasution et al. | Effects of aspect ratio on rolling and twisting foils | |
Wang et al. | Kinematics and forces of a flexible body in Karman vortex street | |
CN104245163A (en) | Antifouling web | |
BR102012020609A2 (en) | ADHESIVE FILM FOR SURFACE APPLICATION WITH LOW RELIEF PLURALITY | |
CN206706504U (en) | A kind of crack resistence rubber track | |
Kurinami et al. | Vortex flow developed in the vicinity of a wall of an elastic heaving airfoils and its wake structure | |
CN203418818U (en) | Reflective heat insulation cushion | |
Iida et al. | Mechanism of a tilting in the longitudinal vortical structure of a homogeneous shear flow | |
Hasegawa et al. | Effect of 3-dimensional airfoil shape on unsteady fluid forces in pitching motion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention | ||
B11A | Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing | ||
B11Y | Definitive dismissal acc. article 33 of ipl - extension of time limit for request of examination expired |