Minkä muodon vetokerroin on suurin?
On joulukuu 10, 2020 by adminTämä NASA: n kuva kuvaa useiden muotojen vetokertoimia:
On yleisesti hyväksyttyä, että pisaran / kantokappaleen muodolla on pienin vastuskerroin. Mietin, minkä muodon vetokerroin on suurin. Kuva viittaa siihen, että se on tasainen levy, ja se näyttää olevan intuitiivisesti oikea vastaus, mutta onko se oikea?
Onko olemassa jotain muuta muotoa (ehkä kovera etu tai takaosa liikkeen suhteen) jolla on vielä korkeampi vastuskerroin?
Kommentit
- Kovera pinta ei lisää vetoa merkittävästi. Jos ajattelet sitä, ilma " kasaisi " onteloon, ja se toimisi yleensä kuin pallonpuolisko. Jos katsot laskuvarjojen kuvia, perinteinen kovera muoto toimii, koska valmistajat asettivat reiän keskelle. Reikä sallii yleensä riittävän ilmavirran poistamaan huolen siitä, että ilma " kasaantuu " ja vähentää kokonaisvastusta.
- Riippuu siitä, mitä sisällytät " -muotoihin ". Sinulla voi olla pitkä sauva, jossa on paljon siipiä.
Vastaa
Sighard Hoernerin mukaan Fluid Dynamic Drag , tämä olisi puolipallo, jonka avoin puoli olisi alttiina tuulelle. Sen vastuskerroin on 1,42. Puolipallon poikkileikkauksella varustettu sauva tasaantuu jopa vetokerroin on 2,3 (oikean sarakkeen alla olevassa kaaviossa).
Jos kilpailu rajoitetaan kiinteisiin kohteisiin, silti puolipallo voittaa vetokertoimella 1,17. Kaikissa tapauksissa viitealue on virtauksen suuntaan kohtisuora poikkileikkaus.
s Fluid Dynamic Drag, luku 3
Kuva 33 Sighard Hoernerin Fluid Dynamic Drag -sovelluksesta, luku 3.
Huomaa, että puolipallojen suuntauseroista johtuvaa eroa käytetään anemometrissä s wi: n mittaamiseen toinen nopeus. Kun avoin pinta kääntyy pois tuulesta, sen vastuskerroin putoaa 0,42: een.
Syy eroon ja suuri vetovoima, kun avoin puoli altistuu tuulelle, on massiivinen ero ja pallon takana. Pallon sisäpuolelta ja reunan yli virtaava ilma tarvitsee jonkin verran tilaa ”kääntymiseen”, mikä lisää ulkopuolisen virtauksen kokemaa estettyä poikkileikkausta. Kun pyöreä sivu altistuu tuulelle, ero on rajoitettu pallon halkaisijaan.
Vastaa
Lisäämällä Peter Kämpf -vastaukseen nämä vastuskertoimen arvot koskevat virtauksia, joissa rungon takana olevalla puolella on turbulentti herätys, mikä tarkoittaa, että vastus on pääasiassa paineen vuoksi. Tällaisissa virtauksissa vetokertoimen arvo ei vaihtele Reynoldsin numeron kanssa.
Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa matalilla Reynoldsin numeroilla. Jos arvot ovat alle 1, inertiaaliarvot muuttuvat merkityksettömiksi ja momenttiyhtälöt voidaan yksinkertaistaa viskoosien jännitysten ja paine-gradienttivoiman (Stoken virtaus tai hiipivä virtaus) tasapainoon. Vetokerroin ei ole enää riippumaton Reynoldsin luvusta, kasvaa Pallon tapauksessa vetokertoimeksi tulee $ C_D = 24 / \ text {Re} $, eli arvo $ C_D = 24 $ for $ \ text {Re} = 1 $, $ C_D = 240 $ $ \ text {Re} = 0.1 $ …
Vastaa
Vedä kerroinkaava $$ C_d = \ frac {2F_d} {pu ^ 2A} $$ ei rajoita pituutta kehon pituuden kasvaessa ihokitka ajaa $ C_d $ äärettömyyteen.
Ei ole muotoa, jolla olisi korkein $ C_d $ , mutta voit saada minkä tahansa kohtuullisen arvon un lisäämällä rungon pituutta.
Tietysti se on dr ag-kerroin äärettömän korkealle Reynoldsin luvulle 😛
Kommentit
- Tämä saa minut miettimään, mikä on vetokertoimen skaalaus pituudella? Tämä sivusto näyttää osoittavan, että kerroin kasvaa hyvin hitaasti, jos ollenkaan. Mutta luulen, että tämä ei ole yllättävää, kun otetaan huomioon ihon kitkan vetovoima suhteellisen pieni. aerospaceweb.org/question/aerodynamics/q0231.shtml
Vastaa