風阻系數(shù)目 錄
返回目錄↑1、風阻系數(shù) 風阻系數(shù):空氣阻力是汽車行駛時所遇到最大的也是最重要的外力。空氣阻力系數(shù),又稱風阻系數(shù),是計算汽車空氣阻力的一個重要系數(shù)。它是通過風洞實驗和下滑實驗所確定的一個數(shù)學(xué)參數(shù), 用它可以計算出汽車在行駛時的空氣阻力。風阻系數(shù)的大小取決于汽車的外形.風阻系數(shù)愈大,則空氣阻力愈大.現(xiàn)代汽車的風阻系數(shù)一般在0.3-0.5之間。 ![]()
設(shè)剛體在運動方向上的投影面積為S,空氣密度為p,剛體以速度v運動時對前方空氣的推力為F(于是空氣對該剛體的阻力的大小也是F)。 風洞試驗的方法是: 將汽車置于風洞中的一個平臺上,車頭指向一個巨大的風扇,四個車輪被卡在平臺上,并在每個車輪處設(shè)置了兩個測力傳感器,一個測量垂直方向上的力,另一個測量水平方向上的力。在風扇啟動前,四個垂直測力傳感器測得的力的總和=車的自重;四個水平測力傳感器的讀數(shù)均為0;當風扇啟動后,形成一定風速,用于模擬汽車運動的速度,此時,四個水平測力傳感器所測得的力的總和對應(yīng)于風阻;四個垂直測力傳感器測得的力的總和將比風扇啟動前有所下降,下降的量對應(yīng)于汽車運動所產(chǎn)生的升力。汽車的空氣動力學(xué)設(shè)計就是要致力于降低風阻、同時減少升力。 當利用風洞試驗測出一定速度下的空氣阻力值后,我們就可以根據(jù)下式計算出Cd的值了: Cd=2F/(pSv2) (后面的V2就是V的平方,也就是速度的平方,不要看錯。) 其中,F(xiàn)和v由上述試驗獲得,空氣密度p和汽車前進方向上的投影面積S的測量也都是很容易的。 最后,還需要說明一個問題:風阻系數(shù)Cd在不同的速度下是一個常數(shù)嗎?其實,我們前面的論證過程沒有一點可以證明它是個常數(shù)。事實上,隨著速度的變化,風阻系數(shù)并不能保持為一個常量!只要考察一個極端情況就可以理解了:例如,當運動速度超過聲速時,會產(chǎn)生一個巨大的音障,阻力陡然急增,明顯偏離正比于v2的拋物曲線。這說明風阻系數(shù)并非不隨速度的變化而變化。但幸運的是:試驗證明,一定外形的轎車,在一定的速度范圍內(nèi)(對轎車而言,在50――120km的時速范圍),Cd近乎是個常量,這使得我們用它來衡量一輛車的空氣動力學(xué)設(shè)計水平成為可能。 |