科学

风阻系数

数学术语

中文名:风阻系数 外文名: 适用领域: 所属学科:数学 本质:数学参数 确定:通过风洞实验和下滑实验 汽车风阻系数:0.2-0.5之间 飞机风阻系数:0.08~0.1 赛车风阻系数:<0.35 大众概念车:0.18
风阻系数介绍
风阻系数是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数,用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。风阻系数的大小取决于汽车的外形。风阻系数愈大,则空气阻力愈大。已知雨滴的风阻系数最小,在0.05左右。风阻系数越小,说明它受空气阻力影响越小,反之亦然,因此风阻系数越小越好。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。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)。

定义

风阻系数:空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也是最重要的外力。空气阻力系数,又称风阻系数,是计算汽车空气阻力的一个重要系数。它是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数,用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。风阻系数的大小取决于汽车的外形.风阻系数愈大,则空气阻力愈大.现代汽车的风阻系数一般在0.23-0.5之间。n

风阻系数不仅应用于空气,适用于其他流体内部。

车辆的风阻

来源

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,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。

测量

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。

与汽车性能的关系

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。随着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%。

前挡风玻璃迎风角度增大3°可将整车风阻系数降低4.5%;尾翼下翘有利于整车风阻系数的降低;整车风阻系数随汽车后门倾斜角度的增加而降低,可根据实车需求合理设计后门倾斜角度。

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非常大。风阻系数越小,说明它受空气阻力影响越小,反之亦然,因此风阻系数越小越好。一般来讲,流线性越强的汽车,其风阻系数越小。目前,我们在马路上看到的大多数轿车的风阻系数在0.28—0.4间;线性较好的汽车如跑车等,其风阻系数可达到0.25左右,一些赛车甚至可达到0.15左右。

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