Terwijl een object door de atmosfeer beweegt, worden de gasmoleculen van de atmosfeer nabij het object verstoord en bewegen ze rond het object. Er worden aërodynamische krachten gegenereerd tussen het gas en het object. De grootte van deze krachten hangt af van de vorm van het object, de snelheid van het object, de massa van het gas dat langs het object gaat en van twee andere belangrijke eigenschappen van het gas; de viscositeit of kleverigheid van het gas en de samendrukbaarheid of veerkracht van het gas. Om deze effecten goed te modelleren, gebruiken aerodynamici gelijkenisparameters die deze effecten hebben met andere krachten die in het probleem aanwezig zijn. Als twee experimenten dezelfde waarden hebben voor de gelijkenisparameters, dan wordt het relatieve belang van de krachten correct gemodelleerd. Representatieve waarden voor de eigenschappen van lucht worden op een andere pagina gegeven, maar de werkelijke waarde van de parameter hangt af van de staat van het gas en van de hoogte.

Aerodynamische krachten zijn op een complexe manier afhankelijk van de viscositeit van het gas. Terwijl een object door een gas beweegt, blijven de gasmoleculen aan het oppervlak plakken. Dit creëert een luchtlaag nabij het oppervlak, een zogenaamde overvloedige laag, die in feite de vorm van het object verandert. De gasstroom reageert op de rand van de grenslaag alsof het het fysieke oppervlak van het object is. Om de zaken nog verwarrender te maken, kan de grenslaag loskomen van het lichaam en een effectieve vorm creëren die veel verschilt van de fysieke vorm. En om het nog verwarrender te maken, zijn de stromingscondities in en nabij de grenslaag vaak onstabiel (verandert in de tijd). De grenslaag is erg belangrijk bij het bepalen van de sleep van een object. Om deze omstandigheden te bepalen en te voorspellen, vertrouwen aerodynamici op windtunneltesten en zeer geavanceerde computeranalyse.

De belangrijke gelijkenisparameter voor viscositeit is het Reynoldsgetal. Het Reynoldsgetal drukt de verhouding uit tussen traagheidskrachten (bestand tegen verandering of beweging) en stroperige (zware en plakkerige) krachten. Uit een gedetailleerde analyse van de mentale behoudsvergelijking, worden de traagheidskrachten gekarakteriseerd door het product van de dichtheid r maal de snelheid V maal de gradiënt van de snelheid dV / dx. De viskeuze krachten worden gekenmerkt door de dynamische viscositeitscoëfficiënt mu timest de tweede gradiënt van de snelheid d ^ 2V / dx ^ 2. Het Reynolds-nummer Re wordt dan:

De gradiënt van de snelheid is evenredig met de snelheid gedeeld door een lengteschaal L. Evenzo is de tweede afgeleide van de snelheid evenredig met de snelheid gedeeld door het kwadraat van de lengteschaal. Vervolgens:

Het Reynoldsgetal is een dimensieloos getal. Hoge waarden van de parameter (in de orde van 10 miljoen) geven aan dat viskeuze krachten klein zijn en dat de stroming in wezen niet-viskeus is. De Euler-vergelijkingen kunnen vervolgens worden gebruikt om de stroom te modelleren. Lage waarden van de parameter (in de orde van honderd) geven aan dat er rekening moet worden gehouden met viskeuze krachten.

Het Reynoldsgetal kan verder vereenvoudigd worden als we de kinematische viscositeit nu gebruiken die gelijk is aan de dynamische viscositeit gedeeld door de dichtheid:

Hier is een Java-programma om de viscositeitscoëfficiënt en het Reynoldsgetal te berekenen voor verschillende hoogte, lengte en snelheid.

Om de invoerwaarden te wijzigen, klik op het invoerveld (zwart op wit), backspace over de invoerwaarde, typ uw nieuwe waarde in en druk op de Enter-toets op het toetsenbord (dit stuurt uw nieuwe waarde naar het programma). U ziet de uitvoervakjes (geel op zwart) de waarde wijzigen. gebruik imperiale of metrische eenheden en je kunt het Mach-nummer of de snelheid invoeren met behulp van de menuknoppen. Klik gewoon op de menuknop en klik op je selectie. Het niet-dimensionale Mach-nummer en Reynolds-nummer worden weergegeven wit op blauwe vakken. Als u een ervaren gebruiker van deze rekenmachine bent, kunt u een slanke versie van het programma gebruiken die sneller op uw computer laadt en deze instructies niet bevat. U kunt ook uw eigen exemplaar van het programma downloaden om het uit te voeren. regel door op deze knop te klikken:

De gelijkenisparametercalculator is in mei 2009 gewijzigd door Anthony Vila, een student aan de Vanderbilt University, tijdens een zomersessie bij NASA Glenn.

Voor sommige problemen kunnen we de Reynolds delen door de lengteschaal om het Reynoldsgetal per voet Ref. Dit wordt gegeven door:

The Reynolds aantal per voet (of per meter) is duidelijk geen niet-dimensionaal getal zoals het Reynoldsgetal.U kunt het Reynoldsgetal per voet bepalen met behulp van de rekenmachine door de lengteschaal op te geven als 1 voet.

Activiteiten:
Rondleidingen

Navigatie ..

Startpagina voor beginners Bladzijde