Kun esine liikkuu ilmakehän läpi, kohteen lähellä olevan ilmakehän kaasumolekyylit häiriintyvät ja liikkuvat objektin ympäri. Kaasun ja kohteen välillä syntyy aerodynaamisia voimia. Näiden voimien suuruus riippuu kohteen muodosta, kohteen nopeudesta, kohteen ohi kulkevan kaasun massasta ja kahdesta muusta tärkeästä kaasun ominaisuudesta; kaasun viskositeetti tai tahmeus ja kaasun puristuvuus tai joustavuus. Näiden vaikutusten mallinnamiseksi aerodynaamiset asiantuntijat käyttävät samankaltaisuusparametreja, jotka ovat näiden vaikutusten suhteet muihin ongelmaan esiintyviin voimiin. Jos kahdella kokeella on samat arvot samankaltaisuusparametreille, voimien suhteellinen merkitys mallinnetaan oikein. Ilma-aluksen ominaisuuksien edustavat arvot annetaan toisella sivulla, mutta parametrin todellinen arvo riippuu kaasun esteaatista ja tiheydestä.
Aerodynaamiset voimat riippuvat monimutkaisesti kaasun viskositeetista. Kun esine liikkuu kaasun läpi, kaasumolekyylit tarttuvat pintaan. Tämä luo pinnan lähelle ilmakerroksen, jota kutsutaan runsaaksi kerrokseksi, joka itse asiassa muuttaa objektin muotoa. Kaasuvirta reagoi rajakerroksen reunaan ikään kuin se olisi kohteen fyysinen pinta. Jotta asiat tekisivät hämmentäviä, rajakerros erottuu toisistaan ja luo tehokkaan muodon, joka eroaa paljon fyysisestä muodosta. Ja jotta se olisi vieläkin hämmentävämpää, virtausolosuhteet rajakerroksessa ja sen lähellä ovat usein epävakaita (muuttuvia ajassa) .Rajakerros on erittäin tärkeä määritettäessä objektin pintaa. Näiden olosuhteiden määrittämiseksi ja ennustamiseksi aerodynaamiset asiantuntijat luottavat tuulen tunnelintestiin ja erittäin hienostuneeseen tietokoneanalyysiin.
Tärkeä viskositeetin samankaltaisuusparametri on Reynoldsin luku. Reynoldsin luku ilmaisee inertiaalivoimien (muutosta tai liikettä kestävien) voimien ja viskoosien (raskas ja liimainen) voimien suhteen. Heimentumin säilytysyhtälön yksityiskohtaisen analyysin perusteella inertiavoimille on ominaista tulo, jonka tiheys r kertaa nopeus V kertaa hajoava nopeudelle dV / dx. Viskositeettivoimille on tunnusomaista dynaaminen viskositeettikerroin mu ajan nopeuden d ^ 2V / dx ^ 2 toinen gradientti. TheReynolds-luvusta Re tulee sitten:
Re = (r * V * dV / dx) / (mu * d ^ 2V / dx ^ 2)
Nopeuden gradientti on verrannollinen nopeuteen jaettuna pituusskaalalla L. Samoin nopeuden toinen derivaatti on verrannollinen nopeuteen jaettuna neliön neliöllä pituusasteikko. Sitten:
Re = (r * V * V / L) / (mu * V / L ^ 2)
Re = (r * V * L) / mu
Reynoldsin numero on ulottumattomuus. Parametrin suuret arvot (suuruusluokkaa 10 miljoonaa) osoittavat, että viskoosiset voimat ovat pieniä ja virtaus on olennaisesti invisidi. TheEuler-yhtälöitä voidaan sitten käyttää virtauksen mallintamiseen. Parametrin matalat arvot (suuruusluokkaa 100) osoittavat, että viskoosivoimat on otettava huomioon.
Reynoldsin lukua voidaan yksinkertaistaa edelleen, jos käytämme thekinemaattista viskositeettia nu, joka on euqal dynaamisen viskositeetin jaettuna tiheys:
nu = mu / r
Re = V * L / nu
Tässä” Java-ohjelma laskee viskositeettikertoimen ja Reynoldsin luvun eri korkeudelle, pituudelle ja nopeudelle.
Muuta syöttöarvoja napsauttamalla syöttöruutua (musta (valkoinen), askelpalautin syöttöarvon kohdalle, kirjoita uusi arvo ja paina Enter-näppäintä (tämä lähettää uuden arvon ohjelmalle). Näet, että tulostusruutujen (keltainen mustalla) arvo muuttuu. Käytä joko Imperial- tai Metric-yksiköitä ja voit syöttää joko Mach-numeron tai nopeuden valikkopainikkeilla. Napsauta vain valikkopainiketta ja napsauta valintasi. Ei-ulotteinen Mach-numero ja Reynolds-numero näytetään. Jos sinä olet kokenut tämän laskimen käyttäjä, voit käyttää ohjelmaa, joka latautuu nopeammin tietokoneellesi ja ei sisällä näitä ohjeita. Voit myös ladata oman ohjelman kopion ajaa pois päältä. rivi napsauttamalla tätä painiketta:
Samankaltaisuusparametrien laskinta muutti toukokuussa 2009 opiskelija Anthony Vila Vanderbiltin yliopistossa kesäharjoittelun aikana NASA Glennissä.
Joidenkin ongelmien vuoksi voimme jakaa Reynoldsin pituusskaalalla saadaksemme Reynoldsin numeron jalkaa kohden. Tämän antaa:
Ref = V / nu
The Reynolds numero jalkaa (tai metriä kohti) ei tietenkään ole ei-ulotteinen numero, kuten Reynoldsin numero.Voit määrittää Reynolds-luvun jalkaa kohti laskinta määrittelemällä pituusasteikoksi 1 jalka.
Aktiviteetit:
Opastetut kierrokset
Navigointi ..
Aloittelijan opas Etusivu Sivu