Opór aerodynamiczny

Z Wikipedii

Brak wersji przejrzanej

Opór aerodynamiczny - składowa wektora siły aerodynamicznej równoległa do kierunku ruchu ciała względem płynu (w szczególności powietrza). Siła aerodynamiczna powstaje podczas ruchu ciała w płynie, przyłożona jest do tego ciała.

Ciało poruszające się w płynie. D – siła oporu aerodynamicznego

Siła aerodynamiczna jest sumą sił działających na małe elementy powierzchni ciała. Wynika z nierównomiernego rozkładu ciśnienia na powierzchni ciała, gdy porusza się ono w płynie oraz z istnienia sił tarcia stycznych do tej powierzchni, które są wynikiem lepkości. Siły lepkie dominują przy małych prędkościach (niewielkiej liczbie Reynoldsa (Re)) i są wprost proporcjonalne do prędkości ciała. Siły wywołane nierównomiernym rozkładem ciśnienia dominują przy dużych prędkościach i są proporcjonalne do kwadratu prędkości.

Opływ płynu wokół ciała powoduje zmiany rozkładu ciśnienia. W uproszczeniu – powstaje nadciśnienie na powierzchni natarcia (stronie nawietrznej) i podciśnienie na stronie przeciwnej (zawietrznej).

Dla prostych (w sensie geometrycznym) ciał poruszających się z niewielką prędkością (przepływ laminarny wokół ciała) istnieje kilka teorii opisujących opór aerodynamiczny np. prawo Stokesa dla kuli.

Ogólnie siłę oporu w dowolnym przypadku oblicza się z zależności:

$|\vec D| = C_D \cdot S \cdot p_d$

$p_d=\frac{\rho_f \, |\vec v|^2}{2}$

gdzie:

$\vec D$ – siła oporu; jest skierowana przeciwnie do prędkości ciała względem płynu;
$C D$ – współczynnik siły oporu (w literaturze polskiej i nie tylko polskiej zwykle oznaczany przez $C x$ );
$S$ – powierzchnia rzutu ciała na płaszczyznę prostopadłą do kierunku ruchu względnego ciała i płynu; upraszczając powierzchnia jaka jest "wystawiona" w kierunku przepływu;
$p d$ – ciśnienie dynamiczne;
$\vec v$ – prędkość ciała względem płynu
$ρ f$ – gęstość płynu.

[edytuj] Współczynnik siły oporu

Jest wyznaczany empirycznie, bądź metodami CFD. Jest to bezwymiarowy współczynnik, zależny od kształtu, kątowej orientacji poruszającego się ciała, liczby Reynoldsa (Re) i liczby Macha (Ma). Dla kuli Cx wynosi około 0,45 a dla samochodów osobowych około 0,30. Rośnie znacznie przy zbliżaniu się do prędkości dźwięku w płynie, co przyczyniło się do powstania określenia bariera dźwięku.

[edytuj] Opór a turbulencje

Dla przepływów w zakresach dużych Re , w których warstwa przyścienna jest turbulentna (od Re równego około 300 do 350 000 dla gładkiej kuli) współczynnik siły oporu jest stały. W przypadku przekroczenia krytycznej liczby Reynoldsa (350 000, a mniejszej dla chropowatych ciał) punkt oderwania warstwy przyściennej przesuwa się w kierunku przepływu. Obszar cienia aerodynamicznego za opływanym ciałem jest wówczas węższy, co powoduje spadek współczynnika oporu. Zwężenie się śladu aerodynamicznego spowodowane jest mieszaniem się turbulentnym płynu, który uzyskuje wówczas większą energię kinetyczną i nie ulega tak łatwo oderwaniu. Czasami stosowane jest celowe wymuszanie przejścia laminarno-turbulentnego: umieszcza się z przodu opływanego przedmiotu tzw. turbulizatory. Stosuje się to czasem na łopatkach wirnika turbin, oraz na skrzydłach samolotów. Turbulizatory mają kształt np. pofalowanych drutów przyklejonych wzdłuż skrzydła.

[edytuj] Opór indukowany

Jeżeli poruszające się ciało wytwarza siłę nośną, powstaje dodatkowo opór związany z wytwarzaniem siły nośnej, zwany oporem indukowanym. Jest to opór powstający w wyniku zawirowań na końcach płata spowodowany wyrównywaniem się ciśnień na górnej i dolnej powierzchni płata. Dla przykładu dla skrzydła samolotu współczynnik oporu indukowanego wyraża się wzorem:

$C_{xi} = {C_z^2 \over \pi\cdot \lambda}$

gdzie

λ

nazywa się wydłużeniem skrzydła i określone jest zależnością:

$\lambda = {S\over c^2}$

gdzie

c - średnia cięciwa skrzydła,
S - pole jego powierzchni,
C_z - współczynnik siły nośnej.

Uzasadnia to stosowanie długich wąskich skrzydeł u szybowców i innych samolotów latających z wykorzystaniem dużych współczynników siły nośnej, a także wskazuje przyczynę, dla której współczesny wyczynowy jacht żaglowy ma smukły kil, miecz i ster - a także wysokie i wąskie żagle.

[edytuj] Zobacz też

Kategorie: Aerodynamika i aerostatyka • Mechanika płynów

Pitera: raport nt. CBA dostępny w CIR po złożeniu wniosku

Odtajniona część raportu Julii Pitery dotyczącego działalności CBA jest dostępna w Centrum Informacyjnym Rządu po złożeniu odpowiedniego wniosku. Zakupy broni bez odpowiedniej zgody, biura wynajmowane bez przetargów, niechlujstwo w obchodzeniu się z tajnymi dokumentami - tego typu zarzuty mają znajdować się w raporcie według RMF.

Prezydent "gotów przedstawić koncepcję zmian" w służbie zdrowia

Lech Kaczyński zadeklarował, że jest gotów przedstawić własną koncepcję zmian w służbie zdrowia. Pod warunkiem jednak, że... jego projekt nie zostanie odrzucony w Sejmie "w pierwszym czytaniu".

W Medyce znowu blokada "mrówek" i interwencja policji

Policja po raz kolejny rozbiła blokadę przejścia granicznego w Medyce na Podkarpaciu. Przejście zablokowało około setki osób, tzw. mrówek, które protestują przeciwko przepisom zmniejszającym liczbę legalnie wwożonych papierosów spoza krajów Unii Europejskiej. W starciach ranny został policjant.

Raczek i Szczygielski "najpiękniejszą parą" - TVP nie pokaże już imprez "Gali"

W planie imprez TVP2 na 2009 rok nie ma transmisji z wręczenia "Róż Gali" i nagród "Viva Najpiękniejsi". Według członka zarządu TVP Sławomira Siwka z transmitowania tych imprez zrezygnowała dyrekcja Dwójki po dokonaniu "ich oceny merytorycznej". Decyzje zarządu są następstwem transmisji "Róż Gali" sprzed dwóch tygodni: "najpiękniejszą parę" ogłoszono na niej Tomasza Raczka i Marcina Szczygielskiego.

Sikorski: Nie kandyduję na szefa NATO

- Nie jestem kandydatem na nowego sekretarza generalnego NATO, chcę pozostać w rządzie Donalda Tuska do końca mandatu - powiedział w Brukseli szef polskiej dyplomacji Radosław Sikorski.

PiS o rządach Gronkiewicz-Waltz: Brak wizji

PiS krytykuje dwuletnie rządy Hanny Gronkiewicz-Waltz w Warszawie: zarzuca jej m.in. zaniedbania inwestycyjne, złą politykę personalną i podwyżki. Według Jarosława Kaczyńskiego, prezydent Warszawy brak wizji. - Zarzuty PiS są bezzasadne - uważa z kolei rzecznik stołecznego urzędu miasta Tomasz Andryszczyk.

Lech Kaczyński: rząd powinien podjąć kroki w celu zakupu samolotów dla VIP-ów

Według Lecha Kaczyńskiego, rząd powinien podjąć "stosowne kroki w sprawie kupna samolotów" dla najważniejszych osób w państwie. Prezydent przyleciał z Mongolii do Japonii wynajętym samolotem. Rządowy Tu "zamarzł" na mongolskim lotnisku. - chwalę Boga, ponieważ państwo i ja możemy dalej rozmawiać - mówił Lech Kaczyński dziennikarzom.

Gross nie musi przepraszać syna mężczyzny opisanego w "Sąsiadach"

Jan T. Gross nie musi przepraszać Kazimierza Laudańskiego m.in. za to, że w "Sąsiadach" opisał jego ojca jako jednego z uczestników pogromu Żydów w 1941 r. w Jedwabnem - orzekł we wtorek Sąd Okręgowy w Warszawie.

Szymon Hołownia wypiera ojca Rydzyka. Z kablówek

Sieć kablowa UPC usunie ze swojej oferty TV Trwam. Zamiast niej pojawi się kanał Religia.tv, którego twarzą jest Szymon Hołownia. Religia.tv pojawia się w kolejnych kablówkach. Kto woli telewizję ojca Rydzyka musi zakupić specjalny zestaw do jej odbioru.

Niech nasi bliscy wyglądają po śmierci jak ludzie

Pani Anna straciła ojca miesiąc temu. Chciała zapomnieć, jak wyglądało jego ciało, kiedy odebrała je po sekcji zwłok z warszawskiego Zakładu Medycyny Sądowej. Gdy przeczytała nasz tekst "Chciałem ostatni raz zobaczyć syna", zdecydowała się zadzwonić. - W tym zakładzie dzieje się coś bardzo niedobrego. Tata był w strasznym stanie..., szwy puściły..., a cała rodzina chciała się z nim pożegnać - mówi pani Anna i zaczyna płakać

Zobacz także inne, godne uwagi serwisy. Piewrszy z nich prezentuje wysokiej jakości drzwi natomiast drugi z nich projekty domów parterowych.

Opór aerodynamiczny

Z Wikipedii

Spis treści

[edytuj] Współczynnik siły oporu

[edytuj] Opór a turbulencje

[edytuj] Opór indukowany

[edytuj] Zobacz też

osobiste

Szukaj

nawigacja

zmiany

dla edytorów

narzędzia

W innych językach