Pe măsură ce un obiect se mișcă prin atmosferă, moleculele de gaz ale atmosferei din apropierea obiectului sunt perturbate și se deplasează în jurul obiectului. Forțele aerodinamice sunt generate între gaz și obiect. Magnitudinea acestor forțe depinde de forma obiectului, de viteza obiectului, de masa gazului care trece de obiect și de alte două proprietăți importante ale gazului; vâscozitatea sau lipiciositatea gazului și compresibilitatea sau elasticitatea gazului. Pentru a modela corect aceste efecte, aerodinamicii folosesc parametri de similitudine care areratiosofează aceste efecte cu alte forțe prezente în problemă. Dacă două experimente au aceleași valori pentru parametrii de similaritate, atunci importanța relativă a forțelor este modelată corect. Valorile reprezentative pentru proprietățile aerului sunt date pe o altă pagină, dar valoarea reală a parametrului depinde de statul gazului și de atitudinea.
Forțele aerodinamice depind într-un mod complex de viscozitatea gazului. Pe măsură ce un obiect se mișcă printr-un gaz, moleculele de gaz se lipesc de suprafață. Acest lucru creează un strat de aer lângă suprafață, numit strat abundent, care, de fapt, schimbă forma obiectului. Fluxul de gaz reacționează la marginea stratului limită ca și cum ar fi suprafața fizică a obiectului. Pentru a face lucrurile să devină mai confuz, stratul limită poate separa corpul și crea o formă eficientă mult diferită de forma fizică. Și pentru a-l face și mai confuz, condițiile de curgere din stratul limită și din apropierea acestuia sunt adesea instabile (schimbându-se în timp). Stratul limită este foarte important în determinarea tragerii unui obiect. Pentru a determina și a prezice aceste condiții, aerodinamicii se bazează pe testarea tunelelor eoliene și pe o analiză computerizată foarte sofisticată.
Parametrul important de similitudine pentru vâscozitate este numărul Reeynolds. Numărul Reynolds exprimă raportul dintre forțele inerțiale (rezistente la schimbare sau mișcare) la forțele vâscoase (grele și lipicioase). Dintr-o analiză detaliată a ecuației de conservare a temomentului, forțele inerțiale sunt caracterizate de produsul densității r ori viteza V de gradul vitezei dV / dx. Forțele vâscoase sunt caracterizate prin coeficientul de vâscozitate dinamică mu timp al doilea gradient al vitezei d ^ 2V / dx ^ 2. Numărul Reeynolds Re devine apoi:
Re = (r * V * dV / dx) / (mu * d ^ 2V / dx ^ 2)
Gradientul vitezei este proporțional cu viteza împărțită cu o scară de lungime L. În mod similar, a doua derivată a vitezei este proporțională cu viteza împărțită la pătratul din scala de lungime. Apoi:
Re = (r * V * V / L) / (mu * V / L ^ 2)
Re = (r * V * L) / mu
Numărul Reynolds este un număr adimensional. Valorile ridicate ale parametrului (de ordinul a 10 milioane) indică faptul că forțele vâscoase sunt mici și fluxul este în esență inviscid. Ecuațiile Euler pot fi apoi utilizate pentru a modela fluxul. Valorile scăzute ale parametrului (de ordinul a 1 sută) indică faptul că forțele vâscoase trebuie luate în considerare. densitate:
nu = mu / r
Re = V * L / nu
Aici” este un program Java pentru a calcula coeficientul de vâscozitate și numărul Reynolds pentru altitudine, lungime și viteză diferite.
Pentru a modifica valorile de intrare, faceți clic pe caseta de intrare (negru pe alb), înapoi pe valoarea de intrare, introduceți noua valoare și apăsați tasta Enter de pe tastatură (aceasta trimite noua valoare către program). Veți vedea că casetele de ieșire (galben pe negru) schimbă valoarea. Puteți utilizați fie unități imperiale, fie metrice și puteți introduce numărul Mach sau viteza utilizând butoanele meniului. Doar faceți clic pe butonul meniu și faceți clic pe selecția dvs. Numărul Mach nedimensional și numărul Reynolds sunt afișate ed inwhite on blue boxes. Dacă sunteți un utilizator experimentat al acestui calculator, puteți utiliza versiunea asleek a programului care se încarcă mai repede pe computer și nu include aceste instrucțiuni. De asemenea, puteți descărca propria copie a programului pentru a rula- linie făcând clic pe acest buton:
Calculatorul parametrilor de similitudine a fost modificat în mai 2009, de către Anthony Vila, student la Universitatea Vanderbilt, în timpul unei sesiuni de vară la NASA Glenn.
Pentru unele probleme putem împărți Reynolds la scara de lungime pentru a obține numărul Reeyolds pe picior Ref. Aceasta este dată de:
Ref = V / nu
The Reynolds numărul pe picior (sau pe metru) nu este evident un număr nedimensional ca numărul Reynolds.Puteți determina numărul Reynolds pe picior folosind calculatorul specificând scala de lungime de 1 picior.
Activități:
Tururi ghidate
Navigare ..
Acasă Ghid pentru începători Pagină