Il risucchio di un auto in sorpasso

Perché se un'auto mi sorpassa vengo risucchiato nella sua scia?
Eugenio Testa
26 novembre 2002
Il motivo per il quale, quando si viene sorpassati da un'automobile, ci si sente risucchiati verso di essa consiste nel fatto che nel superare un ostacolo (rappresentato dall'auto che ci sorpassa) le linee di flusso dell'aria vengono deformate. Questo induce una variazione della pressione anche nella parte posteriore dell'ostacolo, e induce una forza diretta verso di esso.

Un modello semplificato che spiega il fenomeno si ottiene considerando il flusso dell'aria "secca" (cioè trascurando la viscosità) attorno a un disco di diametro D, su un piano orizzontale, assumendo che, distanze molto grandi dal disco ("all'infinito"), la velocità del flusso sia una costante V0 diretta lungo l'asse orizzontale.
In questo caso è possibile risolvere esattamente le equazioni differenziali che governano la distribuzione delle velocità e, utilizzando un teorema dovuto a Bernoulli, determinare quindi la distribuzione di pressione sulle pareti del disco.

 

figura 1

 

Le linee di flusso sono rappresentate dalla figura 1, e la distribuzione di pressione sulle pareti del disco (e dunque in prossimità dello stesso) dalla figura 2. In particolare, si noti che"davanti" e "dietro" il disco, la pressione è diretta verso il centro dello stesso.

 

figura 2

 

Anche tenendo conto della viscosità dell'aria η, si può osservare sperimentalmente che, per valori piccoli del numero di Reynolds R associato al problema R = DV0r/h, ρ denota la densità dell'aria) il comportamento qualitativo del sistema non cambia. Se R diventa grande (sperimentalmente, R ~ 40 o maggiore), si instaura dietro l'ostacolo (figura 3), un regime turbolento (siete mai stati sorpassati da un camion che procede a velocità sostenuta mentre giravate tranquilli in bicicletta?).

 

figura 3

 

Gregorio Falqui Dipartimento di Matematica, Università di Milano Bicocca

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