Milyen alakban van a legnagyobb ellenállási együttható?
On december 10, 2020 by adminEz a NASA képe több alakzat húzási együtthatóit szemlélteti:
Általánosan elfogadott, hogy a a könnycsepp / aeroszol alakjának a legalacsonyabb ellenállási együtthatója. Kíváncsi voltam, melyik alaknak van a legnagyobb ellenállási együtthatója. A kép azt sugallja, hogy ez egy lapos lemez, és ez intuitívan helyes válasznak tűnik, de ez helyes?
Van valami más forma (esetleg homorú elülső vagy hátsó a mozgáshoz képest) amelynek még nagyobb az ellenállási együtthatója?
Megjegyzések
- Egy konkáv felület nem növelné jelentősen az ellenállást. Ha belegondolunk, a levegő " felhalmozódna " a mélyedésbe, és általában olyan, mint egy félteke. Az ejtőernyők képeit nézve a hagyományos konkáv forma működik, mert a gyártók lyukat raknak a közepére. A lyuk általában csak annyi légáramlást tesz lehetővé, hogy megszüntesse a levegő aggályait " " halmozódva és csökkentve az általános ellenállást.
- Attól függ, mit tartalmaz a " alakzatokba ". Lehet, hogy hosszú rúd van, amelyen sok lapát kilóg
Válasz
Sighard Hoerner szerint “ Fluid Dynamic Drag , ez lenne a félgömb, amelynek nyitott oldala szélnek van kitéve. Ellenállási együtthatója 1,42. A félgömb keresztmetszetű rúd egyenletes legyen 2,3 húzási együtthatója (jobb oldali oszlop az alábbi grafikonon).
Ha a versenyt szilárd objektumokra korlátozza, akkor is a félgömb nyer 1,17-es húzási együtthatóval. Minden esetben a referencia terület az áramlásirányra merőleges keresztmetszet.
s Fluid Dynamic Drag, 3. fejezet
33. ábra Sighard Hoerner Fluid Dynamic Drag 3. fejezetéből.
Ne feledje, hogy a A fél gömbök irányviszonyok miatti eltérésének különbségét szélmérőben s használják a wi mérésére. második sebesség. Amikor a nyitott arcot elfordítják a széltől, annak ellenállási együtthatója 0,42-re csökken.
A különbség oka és a nagy ellenállás, amikor a nyitott oldalt szélnek tesszük ki, az a körüli tömeges elválasztás és a gömb mögött. A gömb belsejéből és a pereme fölött kifolyó levegőnek némi helyre lesz szüksége a „megforduláshoz”, hatékonyan növelve a külső áramlás által tapasztalt blokkolt keresztmetszetet. Ha a kerek oldalt szélnek tesszük ki, akkor a szétválasztás csak a gömb keresztmetszetére korlátozódik.
Válasz
Hozzáadva a Peter Kämpf válaszhoz, ezek az ellenállási együttható értékei azokra az áramlásokra vonatkoznak, ahol turbulens ébredés van a test zápor oldalán, ami azt jelenti, hogy a húzás főleg nyomás miatt. Az ilyen folyamatok esetében a húzási együttható értéke nem változik a Reynolds-számtól.
Ez azonban alacsony Reynolds-számoknál nem igaz. Az 1 alatti értékeknél a tehetetlenségi tények elhanyagolhatóvá válnak, és a lendületegyenletek egyszerűsíthetők a viszkózus feszültségek és a nyomásgradiens erő (Stoke áramlása vagy kúszó áramlása) közötti egyensúlyra. A húzási együttható már nem független a Reynolds-számtól, nő gömb esetén a húzási együttható $ C_D = 24 / \ text {Re} $ lesz, vagyis $ C_D = 24 $ érték a $ \ text esetén {Re} = 1 $, $ C_D = 240 $ $ \ text {Re} = 0.1 $ …
Válasz
Húzza az együttható képletét $$ C_d = \ frac {2F_d} {pu ^ 2A} $$ nem korlátozza a hosszat A test hosszának növekedésével a bőr súrlódása a $ C_d $ -ot a végtelenbe tereli.
Nincs olyan alak, amelynek a legmagasabb értéke $ C_d $ , de bármilyen un ésszerű értéket elérhet a test hosszának növelésével.
Természetesen dr. ag együttható a végtelenül magas Reynolds-számhoz 😛
Hozzászólások
- Ez elgondolkodtat bennem, hogy mi a húzási együttható skálázása a hosszúsággal? Úgy tűnik, hogy ez az oldal azt sugallja, hogy az együttható nagyon lassan növekszik, ha egyáltalán. De feltételezem, hogy ez nem meglepő, ha figyelembe vesszük a bőr súrlódásának viszonylagos kicsinységét. aerospaceweb.org/question/aerodynamics/q0231.shtml
Vélemény, hozzászólás?