CENNI DI FLUIDODINAMICA - LA RESISTENZA D'ATTRITO

Vorrei dedicare una serie di post per condividere con voi alcuni concetti base della fluidodinamica che sono indispensabili per capire il comportamento e le prestazioni delle barche in acqua.

Oggi parliamo di una delle componente più importanti dell'attrito, LA RESISTENZA PER ATTRITO (frictional resitence).

Una imbarcazione ha bisogno di energia per muoversi in acqua perché il suo moto è ostacolato dalla RESISTENZA che l'acqua e l'aria oppongono, la resistenza è dovuta a diverse cause e quindi si può scomporre in diverse componenti.

La resistenza per attrito è una delle componenti più importanti ed è dovuta all'azione di attrito che le particelle di acqua esercitano sulla superficie immersa dello scafo e anche all'azione delle particelle d'aria che investono tutte le superfici della barca esposte all'ria.

E' abbastanza facile capire che le particelle d'acqua scorrendo lungo la superficie dello scafo esercitano una forza che va nella direzione opposta del moto, in parole povere tendono a frenare la barca, è però interessante capire come questo avviene.

Immaginiamo lo strato di acqua immediatamente a contatto con lo scafo e pensiamo che questo scorra sulla superficie dello scafo producendo resistenza , poi pensiamo allo strato di acqua successivo il quale scorre sul precedente, poi ci sarà un terzo strato che scorre sul secondo e così via fino ad arrivare ad uno strato che sta fermo perché è sufficientemente lontano dalla barca, questo strato si chiama STRATO LIMITE (boundary layer).

Ovviamente ogni strato scorrendo sul precedente produce attrito, questa è la resistenza per attrito e per capire bene il fenomeno va pensato in tre dimensioni come se ogni strato fosse una pellicola che avvolge lo strato precedente e che è avvolta dallo strato successivo.

Come è evidente dalla figura e dal video, lo strato limite non è sempre alla stessa distanza dalla superficie, a "prua" è più vicino e tende ad allontanarsi dalla superficie andando verso poppa.
Nel prossimo post della serie cercheremo di capire come si calcola la resistenza di attrito.