抗力係数が最も高い形状はどれですか?
On 12月 10, 2020 by adminNASAからのこの画像は、いくつかの形状の抗力係数を示しています。
ティアドロップ/翼型の抗力係数が最も低くなります。どの形状が最も抗力係数が高いのか疑問に思いました。画像はそれが平板であることを示唆しており、それは直感的に正しい答えのように見えますが、それは正しいですか?
他の形状がありますか(おそらく動きに対して前面または背面が凹状です)それはさらに高い抗力係数を持っていますか?
コメント
- 凹面は、抗力を大幅に増加させません。考えてみると、空気はくぼみに"積み上げられ"、一般的には半球のように機能します。パラシュートの写真を見ると、メーカーが中央に穴をあけているため、従来の凹型が機能します。穴は通常、空気の懸念を取り除くのに十分な空気の流れを可能にします"積み上げ"そして全体的な抗力を減らします。
- "図形"に含める内容によって異なります。たくさんの羽根が突き出た長いロッドを持つことができます
回答
SighardHoernerによると流体力学的抗力、これは開いた側が風にさらされた半球になります。その抗力係数は1.42です。半球断面のロッドは抗力係数は2.3です(下のグラフの右の列)。
競合を固体オブジェクトに制限した場合でも、抗力係数は1.17で半球が勝ちます。すべての場合で、参照領域は流れ方向に直交する断面です。
の流体力学的抗力、第3章
Sighard Hoernerの流体力学的抗力、第3章の図33
方向による半球の抗力の違いは、wiを測定するためのアンモメーターで使用されますndスピード。開いた面を風から遠ざけると、その抗力係数は0.42に低下します。
違いの理由と、開いた側が風にさらされたときの高い抗力は、周囲の大きな分離です。そして球の後ろ。球の内側と縁を越えて流出する空気は、「向きを変える」ためにある程度のスペースを必要とし、外側の流れが経験するブロックされた断面を効果的に増加させます。丸い側が風にさらされると、分離は球自体の断面に制限されます。
回答
PeterKämpfの回答に加えて、抗力係数のこれらの値は、体の風下側に乱気流が存在する流れに関係します。つまり、抗力は主に圧力による。このような流れの場合、抗力係数の値はレイノルズ数によって変化しません。
ただし、これはレイノルズ数が低い場合には当てはまりません。 1未満の値の場合、慣性項は無視できるようになり、運動量方程式は、粘性応力と圧力勾配力(ストークス流またはクリーピング流)のバランスに簡略化できます。抗力係数は、レイノルズ数に依存しなくなり、球の場合、抗力係数は$ C_D = 24 / \ text {Re} $になります。つまり、$ \ text {Re} = 1 $の場合は$ C_D = 24 $、$ C_D = 240 $の場合は$ \ text {Re} = 0.1 $ …
回答
ドラッグ係数の式
$ C_d $ ですが、体の長さを増やすことで、 un の合理的な値を取得できます。
もちろん、drになります。無限に高いレイノルズ数のag係数:-P
コメント
- これは、長さによる抗力係数のスケーリングとは何か疑問に思います。このサイトは、係数が非常にゆっくりと成長していることを示唆しているようです。しかし、皮膚の摩擦抵抗が比較的小さいことを考えると、それは驚くべきことではないと思います。 aerospaceweb.org/question/aerodynamics/q0231.shtml
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