Antwort: Im Rahmen des hier vorgestellten Forschungsprojekts RibletSkin wurden lediglich den Reibungswiderstand reduzierende Oberflächenstrukturen in Form von Riblets erforscht. Eine Untersuchung von anderen Strukturen zur Reduktion des Strömungswiderstands wie z.B. Dimples, welche eine Optimierung des Druckwiderstandes hervorrufen, war nicht Teil dieses Projekts.

Antwort: Die optimale Geometrie einer Ribletstruktur definiert durch z.B.
die Riblet Art (Bladeriblet, Trapezriblet,...), das Verhältnis von Ribletabstand s zur -höhe h oder das Verhältnis von Ribletspitzenbreite t zum Ribletabstand s ist nicht von dem umströmenden Medium abhängig. Wohl aber der konkrete Wert für den optimalen Ribletabstand s. Dieser ist abhängig von der Schubspannungsgeschwindigkeit und der kinematischen Viskosität des umströmenden Mediums. Daher wird bei der Auslegung von Ribletstrukturen meist der dimensionslose Ribletabstand s+ angegeben, welcher anhand der beiden zuvor genannten Größen normiert ist. Vereinfacht kann man daher sagen, dass die optimalen Ribletstrukturen für den Einsatz im Wasser somit einfach nur in ihrer Dimension größer sind als die für den Einsatz in Luft.

Sehr geehrter Herr Herzberber,
inwieweit sich der cw-Wert eines Automobils bei Verwendung von Riblets auf der Außenhaut ändert, ist schwer abzuschätzen und wurde bis dato noch nicht untersucht. Jedoch wird die Widerstandsreduktion gegenüber z. B. Flugzeugen oder Schnellzügen vermutlich sehr gering ausfallen. Dies liegt daran, dass sich vereinfacht gesagt der Widerstand aus zwei Komponenten zusammensetzt, dem Reibungswiderstand und dem Druckwiderstand. Riblets sind lediglich in der Lage Reibungswiderstände zu reduzieren. Bei Automobilen ist es nun so, dass der Druckwiderstand klar dominiert und der Reibungswiderstand sekundäre Bedeutung hat. Daher ist ein Einsatz von Riblets auf Automobilen vermutlich nicht erfolgsversprechend.
Mit freundlichen Grüßen,
Björn Feldhaus

Sehr geehrter Herr Hasenpusch,
für die Funktion der Riblets ist es erforderlich, dass die Rillen parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet sind. Winkelabweichungen von bis zu 20 Grad sind dabei durchaus tollerierbar. Größere Winkelabweichungen führen wiederum zu einer erhöhten Reibung.
Das Prinzip der Riblets basiert darauf, dass turbulente Wirbel nicht zwischen die Riblets gelangen können, also nur mit der Ribletspitze in Kontakt geraten. Dadurch wird zum einen der Oberflächenkontakt reduziert, zum anderen werden aber auch die Querbewegungen der Wirbel behindert.
Beide Effekte führen zu einer Reduktion der Wandreibung und damit der Strömungswiderstände. Entscheidend für den Erfolg von Riblets ist, dass sie für den jeweiligen Anwendungsfall entsprechend dimensioniert sind und dass eine turbulente Strömung vorliegt.
Ob nun auch Rillen quer zur Strömungsrichtung Reibungswiderstände reduzieren können, ist mir nicht bekannt. Jedoch halte ich eine Reduktion von 50% für sehr ambitioniert. Hier wäre es interessant zu erfahren, um welchen Anwendungsbereich es sich handelt (turbulente oder laminare Strömung) und wie groß die Querrillen sind.
Mit freundlichen Grüßen,
Björn Feldhaus