空气 阻力系数
科技名词定义
中文名称:
阻力系数
英文名称:
drag coefficient
定义:
按某一特征面积计算的单位面
Cx = X/(qS)
  式中,
  Cx:阻力系数
  X :阻力(阻力与来流速度方向相同,向后为正)
  q :动压,q=ρv*v/2 (ρ为空气密度,v为气流相对于物体的流速)
S :参考面积(飞机一般选取机翼面积为参考面积)
空气阻力的计算公式是什么?
空气阻力Fw是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力,它的计算公式是:Fw=1/16·A·Cw·v2(kg)
其中:v为行车速度,单位:m/s;A为汽车横截面面积,单位:m2:Cw为风阻系数。
空气阻力跟速度成平方正比关系,也就是说:速度增加1倍,汽车受到的阻力会增加3倍。因此高速行车对空气阻力的影响非常明显,车速高,发动机就要将相当一部分的动力,或者说燃油能量用于克服空气阻力。换句话讲,空气阻力小不仅能节约燃油,在发动机功率相同的条件下,还能达到更高的车速。空气阻力的大小除了取决于车的速度外,还跟汽车的截面积A和风阻系数Cw有关。
风阻系数Cw是一个无单位的数值。它描述的是车身的形状。根据车的外形不同,Cw值一般在0.3(好)—0.6(差)之间。光滑的车身造型(最理想为水滴型)使气流流过车身后的速度变化小,不会形成旋涡,Cw值就低;相反,如果车身外形有棱有角又有缝,Cw值就高。一般赛车将车轮设计在车身之外,自成一体。理论上每一辆车的Cw可以在模型制作阶段测得,但准确的Cw值都必须在出了成品之后,通过做风洞实验来获得。
通过改善汽车的空气动力学性能,比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽,都能降低风阻系数。而降低车身高度,等于减小了截面积,或使车身更多地盖住轮子,也有利于降低空气阻力。
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空气阻力.
空气阻力是与物体运动的速率成正比的,即:f=kv
k是空气摩擦系数,和空气密度有关,在我们能到的丢东西的地方,一般可以认为是一个常数.
当物体从空中开始下落的时候,v很小,f很小,mg>f,所以物体逐渐加速.随着速度的增加,f增加,最终会达到mg=f的平衡点.此时,物体就开始了匀速下落.并且我们知道下落的速率便是v=mg/k在一般意义上我们说的重量,指的便是mg.

  冬季奥林匹克运动会向我们展示了一幅幅完美的气体动力学画面。不管是速滑、雪橇还是跳台滑雪运动员,他们在风洞中的轮廓看上去都几近完美。由于百分之一秒就可能决定胜负,所以尽可能地减小风阻就是迫在眉睫的事情了。
  一个移动物体所受的风阻取决于许多因素,例如它的速度,速度增加一倍,物体所受的阻力就会是原阻力的四倍。重要的还有风阻系数,通常它只取决于移动物体的形状。风阻系数缩写为“Cw”,是一个无单位的数。我们在汽车目录的参数一栏中也可以看到。一辆车(滑冰运动员也是同样)的Cw值越小,它的流线型就越标准。小的Cw值在汽车驾驶中意味着低油耗,在体育运动中则意味着在同样的用力下能够达到更高的速度。Cw值可用传感器在风洞中进行测量。
  一面平整的墙或一块玻璃的Cw值为1.1,而一个球体的Cw值为0.45。经过风洞优化设计的汽车其Cw值甚至只有0.15。现在如此多的车辆在外形上类似就是利用气体动力学进
行优化的结果。但是,在某些情况下人们也会追求尽可能高的Cw值在希望尽可能实现有效刹车的情况下。例如,标准的降落伞的Cw值就为1.4。
  另一方面,大自然向我们展示了“流线型设计”的典范。雨滴的形状拥有极小的Cw值0.05。飞机的承重面只略高一点,Cw值为0.08。另外,承重面向上弯折的机头有助于降低风阻。
  风阻系数Cw只取决于物体的外形,而与物体的大小无关。但这只适用于没有涡流和速度较低的情况。在接近音速的情况下,物体的Cw值完全可能高出四倍。在高效率计算机的帮助下可以精准地测量新设计物体的Cw值。
空气阻力系数
风阻系数轿车油耗
车辆的风阻
  风阻系数Cd是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一个标准。风阻系数越小,说明它受空气阻力影响越小,反之亦然。风阻系数与油耗是成正比的关系,风阻系数越低的车子,
油耗就越低。而且有一个公式:W=Cd×V的二次方,W代表车辆所消耗的油耗、Cd为车辆风阻系数、V为车速。从公式中可见,任何细微的风阻系数变化,都被速度加以放大,而这损耗的功率对于油耗就不利。另外也有测试标明,当轿车以80km/h行驶时,其中60%的功率是克服风阻的。
  汽车在行驶中由于空气阻力的作用,围绕着汽车重心同时产生纵向、侧向和垂直等三个方向的空气动力量,其中纵向空气力量是最大的空气阻力,大约占整体空气阻力的80%以上。空气阻力系数值是由风洞测试得出来的。由于空气阻力与空气阻力系数成正比关系,现代轿车为了减少空气阻力就必须要考虑降低空气阻力系数。从20世纪50年代到70年代初,轿车的空气阻力系数维持在0.4至0.6之间。70年代能源危机后,各国为了进一步节约能源,降低油耗,都致力于降低空气阻力系数。现在轿车的空气阻力系数一般在0.28至0.4之间。
  试验表明,空气阻力系数每降低10%,燃油节省7%左右。曾有人对两种相同质量、相同尺寸,但具有不同空气阻力系数(分别是0.44和0.25)的轿车进行比较,以每小时88kin的时速行驶了100km,燃油消耗后者比前者节约了1.7L。
编辑本段风阻系数
  一些物体的风阻 垂直平面体风阻系数大约1.0 球体风阻系数大约0.5 一般轿车风阻系数0.28-0.4 好些的跑车在0.25 赛车可以达到0.15 飞禽在0.1-0.2 飞机达到0.08 目前雨滴的风阻系数最小 在0.05左右
编辑本段车辆的风阻
  风阻是车辆行驶时来自空气的阻力,一般空气阻力有三种形式,第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力,就像拿一块木板顶风而行,所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。 第二是摩擦阻力,空气与划过车身一样会产生摩擦力,然而以一般车辆能行驶的最快速度来说,摩擦阻力小到几乎可以忽略。第三则是外型阻力(下图可说明何谓外型阻力),一般来说,车辆高速行驶时,外型阻力是最主要的空气阻力来源。外型所造成的阻力来自车后方的真空区,真空区越大,阻力就越大。 一般来说,三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。 车辆在行驶时,所要克服的阻力有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力(一般也称做路阻)及空气阻力。 随著车辆行驶速度的增加,空气阻力也逐渐成为最主要的行车阻力,在时速200km/h以上时,空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。 一般车辆在前进时,
所受到风的阻力大致来自前方,除非侧面风速特别大。不然不会对车辆产生太大影响,就算有,也可通过方向盘来修正。风阻对汽车性能的影响甚大。根据测试,当一辆轿车以80公里/时前进时,有60%的耗油是用来克服风阻的。 风阻系数Cd是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一个标准。风阻系数越小,说明它受空气阻力影响越小,反之亦然,因此说风阻系数越小越好。一般来讲,流线性越强的汽车,其风阻系数越小。 风阻系数可以通过风洞测得。当车辆在风洞中测试时,借由风速来模拟汽车行驶时的车速,再以测试仪器来测知这辆车需花多少力量来抵挡这风速,使这车不至于被风吹得后退。在测得所需之力后,再扣除车轮与地面的摩擦力,剩下的就是风阻了,然后再以空气动力学的公式就可算出所谓的风阻系数。 风阻系数=正面风阻力× 2÷(空气密度x车头正面投影面积x车速平方)。 一辆车的风阻系数是固定的,根据风阻系数即可算出车辆在各种速度下所受的阻力。