Рівняння аеродинамічного опору

Матеріал з Вікі-знання або навчання 2.0 в ТНТУ
Перейти до: навігація, пошук
Приклад аеродинамічного опору


Аеродинамі́чний (лобови́й) о́пір

— складова аеродинамічної сили, з якою газ (повітря) діє на тіло, що рухається в ньому.
Виникає внаслідок незворотливого переходу кінетичної енергії тіла в кінетичну енергію частинок газу в сліді
за тілом та в теплову енергію. 

Аеродинамічний опір — одна з найважливіших аеродинамічних характеристик літального апарата, що визначають його політно-технічні дані, зокрема, необхідну тягу рухової установки. Він залежить від форми і розмірів тіла, його орієнтації до напрямку руху (чи до швидкості надхідного потоку), від швидкості руху, а також від властивостей і стану середовища, в якому рухається тіло.

Лобовий опір поділяється на індуктивний, профільний і хвильовий. Індуктивний аеродинамічний опір зумовлюється скосом потоку; цей скіс викликається рухом тіла. Профільний аеродинамічний опір складається з опору тертя і опору тиску (опір тиску відмінний від нуля в разі відриву від тіла пограничного шару повітря).Співвідношенням цих складових опору за рахунок зміщення положення точок(поверхонь) відриву можна керувати. При певних умовах таким чином вдається значно зменшити сумарний опір рухові.Саме таким чином забезпечується зменшення опору м'яча для гольфу. Хвильовий аеродинамічний опір виникає при близькозвукових та надзвукових швидкостях і зумовлений утворенням ударних хвиль.

У аеродинаміці аеродинамічний опір характеризують безрозмірним аеродинамічним коефіцієнтом опору:

Аеродинамічний опір.jpg

де ρ - щільність необуреного середовища; v - швидкість руху тіла відносно цього середовища; S - характерна площа тіла.


Аеродинамічний опір тертя на дільниці прямолінійної труби (каналу)характеризується статичним тиском і швидкістю потоку. Якщо нівелірні висоти перерізів дорівнюють нулю, тоді рівняння Бернуллі можна записати:

Рівняння Бернулі.png

де Р1, Р2 - статичний напір в перерізах труби 1 і 2, W1, W2 - швидкість газу, h - втрата тиску на опір тертя, - густина газу на початок і кінець руху. В практичних розрахунках початкову швидкість потоку приймаємо рівною нулю, тоді рівняння буде мати вигляд:

Рівняння Бернул 1і.png

де - це перепади швидкісного і статистичного (втраченого) тиску. Величину можна уявити як частку швидкісного тиску за допомогою коефіцієнта аеродинамічного опору, віднесеного до одиниці безрозмірної довжини L/d:

Рівняння Бернулі 2.png


ВИСНОВКИ

Лобовий опір складається з двох типів сил : сил дотичного(тангенціального) тертя, спрямованих уздовж поверхні тіла,і сил тиску, спрямованих по нормалі до поверхні. Сила опору є диссипативною силою і завжди спрямована проти вектору швидкості тіла в середовищі. Разом з підйомною силою являється складовою повної аеродинамічної сили.

Сила лобового опору зазвичай представляється у вигляді суми двох складових : опору при нульовій підйомній силі  індуктивного опору.  Кожна складова характеризується своїм власним безрозмірним коефіцієнтом опору і певною залежністю від швидкості руху.

Посилання:

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D1%96%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%B9_%D0%BE%D0%BF%D1%96%D1%80 http://posibnyky.vntu.edu.ua/k_u/p8-2.html http://racefans.ru/blog/vortex-generator-aerodinamika-eto-interesno

Особисті інструменти
Google AdSense
реклама