七 阻力估算
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如何计算物体飞行时所受到的阻力一、阻力概念及其分类阻力是物体在流体中运动时,受到的阻碍运动的力。
在飞行学中,阻力主要分为以下几种类型:1.摩擦阻力:由于物体表面与流体接触产生的摩擦而产生的阻力。
2.压差阻力:由于物体前后的压强差导致的阻力。
3.形变阻力:由于物体在流体中产生形变,使流线发生扭曲而产生的阻力。
4.诱导阻力:由于物体靠近地面或水面时,诱导流体产生旋涡而产生的阻力。
二、计算阻力的基本公式1.摩擦阻力:[ f_f = C_D A ]其中,( f_f ) 为摩擦阻力,( ) 为流体动力学粘度,( C_D ) 为阻力系数,( A ) 为物体与流体接触的面积。
2.压差阻力:[ f_p = (V_1 - V_2) A ]其中,( f_p ) 为压差阻力,( ) 为流体密度,( V_1 ) 和 ( V_2 ) 分别为物体前后的流速,( A ) 为物体与流体接触的面积。
3.形变阻力:形变阻力计算较为复杂,通常需要根据物体形状和流线情况进行具体分析。
4.诱导阻力:[ f_i = C_L A ]其中,( f_i ) 为诱导阻力,( ) 为流体密度,( C_L ) 为升力系数,( A ) 为物体与流体接触的面积。
三、影响阻力的因素1.流体密度:流体密度越大,阻力越大。
2.流速:流速越大,阻力越大。
3.物体形状:物体形状越复杂,阻力越大。
4.物体表面粗糙度:物体表面越粗糙,阻力越大。
5.流体粘度:流体粘度越大,阻力越大。
四、减小阻力的方法1.优化物体形状:设计流线型物体,减小阻力。
2.提高物体表面光滑度:减小摩擦阻力。
3.使用减阻材料:减小流体与物体表面的粘附力。
4.减小物体与流体的接触面积:避免不必要的形变阻力。
5.采用特殊设计:如翼型设计,使流体产生旋涡,减小诱导阻力。
计算物体飞行时所受到的阻力,需要分析阻力的类型、基本公式以及影响阻力的因素。
通过优化物体形状、提高表面光滑度、使用减阻材料等方法,可以有效减小阻力,提高飞行效率。
流动阻力的计算公式在我们的日常生活和各种工程应用中,流动阻力可是一个常常会碰到的“小调皮”。
你可能会好奇,啥是流动阻力?其实啊,简单来说,就是流体在流动过程中遇到的阻碍力量。
比如说,水在管道里流,空气在风道里跑,都会遇到阻力。
那怎么来计算这个阻力呢?这就有一套计算公式啦。
咱先来说说流动阻力产生的原因。
这就好比你在人群中挤着往前走,有人挡着你,这就是阻力。
流体流动也一样,管道内壁的粗糙程度、流体的流速、流体的性质等等,都会让流体流动不那么顺畅,产生阻力。
比如说,有一次我在家里修水管。
那水管老化了,里面锈迹斑斑的。
我打开水龙头,水出来的速度明显比新水管慢好多。
这就是因为水管内壁粗糙,增加了水流动的阻力。
接下来咱们就好好聊聊流动阻力的计算公式。
常见的有达西 - 威斯巴赫公式,这可是个重要的家伙。
它长这样:$h_f =\lambda\frac{l}{d}\frac{v^2}{2g}$ 。
这里面,$h_f$ 表示沿程水头损失,也就是因为管道长度等因素造成的阻力损失;$\lambda$ 叫沿程阻力系数,和管道的材料、粗糙度啥的有关系;$l$ 是管道长度;$d$ 是管道内径;$v$ 是平均流速;$g$ 是重力加速度。
再比如说,在工厂的生产线上,要输送一些液体原料。
工程师们就得根据这个公式,算好管道的参数,要不然液体流动不畅,会影响整个生产流程。
要是阻力算小了,液体压力不够,到不了需要的地方;算大了呢,又会浪费能源和成本。
除了这个公式,还有局部阻力的计算公式。
像管道突然变粗变细、拐弯的地方,都会产生局部阻力。
局部阻力的计算方法有阻力系数法和当量长度法。
就拿我们常见的家里的暖气管道来说吧。
有时候暖气管拐弯的地方多了,热水循环就不那么顺畅,家里的暖气就不热乎。
这就是局部阻力在“捣乱”。
总之啊,流动阻力的计算公式在很多领域都大有用处。
不管是水利工程、石油化工,还是我们日常生活中的一些小修小补,了解这些公式,都能让我们更好地解决问题,让流体乖乖地按照我们的想法流动。
气垫船静水阻力估算方法
气垫船静水阻力是指船体在静止状态下受到的水阻力,是气垫船设计中重要的参数之一。
当前常用的气垫船静水阻力估算方法有实验法、经验公式法和数值模拟法等。
其中,实验法是通过船模试验或风洞试验等方式进行实验,获得静水阻力实测值,再按比例放大估算实际船体的静水阻力。
经验公式法是利用实验数据或统计方法建立经验公式,通过输入船体参数和流体参数,计算出静水阻力。
数值模拟法则是采用计算流体力学方法,将水流场和船体进行数字化建模,通过求解流体力学方程计算出船体的静水阻力。
在实际气垫船设计过程中,应根据具体情况选择合适的静水阻力估算方法,以保证设计的准确性和可靠性。
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关于阻力计算的公式关于阻力计算的公式一、圆形直管内的流动阻力:1)计算水平圆管内阻力的一般公式—范宁(Fanning )公式:22u d l f p ρ??λ=?①其中λ为摩擦系数,量纲为一;l 为管长;d 为管径;ρ为流体密度;u 为流速。
本式表明流体流动阻力Δp f 与流动管道长度呈正比;与管道直径呈反比,与流体动能ρu 2/2呈正比。
层流时摩擦系数有准确计算公式,是将式①和式②联立计算,完全靠理论推导方法得出。
公式如下:ρη=λu d 64由此式可见,圆形直管内流体层流流动时,摩擦系数与流体黏度呈正比,与管径、流速、流体密度呈反比。
湍流流动摩擦系数是根据实验得到的公式,最为常用是莫狄(Moody )摩擦系数图。
2)层流时直圆管内的阻力计算公式—哈根-泊谡叶(Han gen-Poiseuille )公式:2f lu 32p η=?②由该式可见,层流时支管阻力Δp f 与管长l 、速度u 、黏度η的一次方成正比,与管径d 的平方呈反比。
二、局部阻力流体在管内流动时,还要受到管件、阀门等局部阻碍而增加的流动阻力,称为局部阻力。
它还包括由于流通截面的扩大或缩小而产生的阻力。
局部阻力可按式③计算:2u d l p 2e f ρλ=?③或2u p 2f ρζ=?④其中l e 为当量长度,即将局部阻力折合成相当长度的直管来计算;ζ成为局部阻力系数。
l e 和ζ都是由实验来确定的。
三、总阻力若将流体在管路中流动阻力归结为直管阻力和局部阻力之和,对于流体流动等直径管路,如果将局部阻力以当量长度表示,则阻力计算式为:g2u )d l l (g R h 2u )d l l (R p 2e f 2e f ∑+λ=∑=∑ρ∑+λ=∑ρ=?或式中l —管路中直径为d 的直管长度,m;Σl e —管路上全部管件与阀门等的当量长度之和,m;u —流体流经管路的速度,m/s如果还有部分局部阻力必须用阻力系数表示,则阻力计算式为:g2u )d l l (g R h 2u )d l l (R p 2e f 2e f ζ∑+∑+λ=∑=∑ρζ∑+∑+λ=∑ρ=?或式中Σζ—管路上部分管件和阀门等的阻力系数之和。
第1章阻力估算船体型线确定以后,计算船体在不同航速下所收到的阻力是预估船舶快速性的基础,本文采用系类实验图谱估算发和统计和回归资料估算法对船舶阻力进行估算,获得不同航行速度下的阻力并绘制有效马力曲线,为螺旋桨的设计提供理论依据。
1.1相关参数计算1.1.1排水体积计算运用CAD自带的面积测量功能,获取每条半宽水线与基线所围成的面积,则可得到每条水线所围成的面积表3- 1水线面面积数据采用梯形法计算排水体积。
由于0~1000wl,1000~10000wl、10000wl~10820wl的间距不相同,分三部分进行计算。
梯形法计算的表格如表4-2表3- 2梯形法计算排水体积在海水中的设计排水量 =36943t ∇海水密度31025.91(/)kg m ρ= 设计排水体积 /36009.9ρ∆=∇= 绝对误差-100%=0.217∆∆⨯∆设计计算设计误差主要来源:各水线面面积的计算误差采用梯形法计算的误差1.1.2 浮心纵向坐标计算运用CAD 自带的曲线面积测量工具,获取每站位上横剖线围成的横剖面积,由梯形法可计算排水体积以及浮心纵向坐标表3- 3梯形法计算和浮心纵向坐标在海水中设计排水量 =36943t ∆ 海水密度31025.91(/)k g m ρ= 设计排水体积 /ρ∇=∆ 绝对误差-100%=0.642∇∇⨯∇设计计算设计浮心纵向坐标 0.07yozb M X ∑==-∇浮心纵向坐标距船中(L%)100%0.04bBPX L ⨯=- 1.1.3 湿表面积计算运用CAD 自带的曲线长度测量工具,获取每个站位上水线以下部分横剖面曲线所围成长度。
利用梯形法计算湿表面积。
具体计算见表3-4表3- 4梯形法计算湿表面积总和 677.795计算湿表面积 2=6377.795S m 计算 设计船湿表面积 2=6448S m 设计绝对误差(100%)-S 100%=1.09S S 设计计算设计1.2 阻力估算船舶在水中航行所受的水阻力可分为船舶在静水中航行时的静水阻力和波浪中的汹涛阻力两部分。
一、学习方法1概念1、分类法对所学概念进行分类,找出它们的相同点和不同点,初中物理学的概念可分为四小类①概念的物理量是几个物理量的积,例如:功、热量;②概念是几个物理量的比值,如:速度、密度、压强、功率、效率;③概念反应物质的属性,例如:密度、比热、燃烧值、熔点、沸点、电阻率、摩擦系数等;④概念没有定义式,只是描述性的,如力、沸点、温度。
2、对比法对于反映两个互为可逆的物理量可用这种方法进行学习,例如:熔解与凝固、汽化与液化、升华与凝华、有用功与额外功。
3、比较法对于概念中有相同字眼的相似相关概念利用相比较学习的方法可以找出相同点和不同点,建立内在联系。
例如“重力”与“压力”、“压力与压强”、“功与功率”、“功率与效率”“虚像与实像”、“放大与变大”等。
4、归类法把相关联的概念进行分组比较便于形成知识系统。
例如:①力、重力、压力、浮力、平衡力、作用力与反作用力。
②速度、效率、功率、压强。
③杠杆、支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂、力的作用线。
④熔解、液化、蒸发、沸腾、汽化、液化、升华、凝华。
⑤串联、并联、混联。
⑥通路、短路、断路。
⑦能、机械能、功能、势能。
5、要点法抓住概念中关键字眼进行学习,例如“重力”由于地球的吸引而受到的竖直向上的力叫重力,这个概念中“地球的吸引”“竖直向下”就是关键字眼,值得反复回味和理解。
2公式每一个公式都有一定的适用范围,不能乱用,每一个字母都有着特定含义,需要理解,例如P=F/S中“S”指两物全接触的公共面积,这个公式既适用于固体,也可适用于液体和气体,而P=ρ物gh来说适用范围就更小,只适用规则固体物体放在水平面上产生的压强。
我们面对每一个公式不能机械记忆其等量关系,建议应从以下五个方面进行扩展,这样才能形成知识体系,提升学习物理的效率。
1、根据公式想物理概念,对于ρ=m/V,V=S/t,P=F/S,W=F·S可以记:单位体积某物体的质量叫物质的密度。
2、根据公式记单位,记住物理量的国际单位、常用单位、单位进率。
146第七章 阻力近似估算方法在船舶设计过程中,特别是在方案设计的初期,当主尺度和船型系数被确定以后,必须要知道主机功率以预报船舶能达到设计航速;如果主机功率已知,则需要估计阻力,以确定船的航速,便于初步分析、比较各种方案的优劣。
在此阶段,由于船舶线型尚未确定,因而还不能应用船模试验方法来确定阻力,所以只能用近似方法进行估算。
此外在某些不准备作船模试验的小型船舶或航速不重要的船舶的设计过程中,只能用近似方法来确定其阻力值。
近似估算阻力的方法很多,但所有这些方法不外乎是根据船模系列试验结果或者是在总结、分析大量的船模试验和实船试验的基础上得出的。
因此可以想象应用近似估算法所得结果的准确程度取决于设计船与母型船或设计船与各图谱所依据的船模系列之间的相似程度。
所以为了尽可能提高近似估算的准确性,应该有针对性地选择适当的估算方法。
阻力近似估算方法按计算内容可分为两类:一类是直接近似估算总阻力或有效功率;另一类是估算剩余阻力,而用相当平板公式计算摩擦阻力;如果依阻力近似估算方法的表达形式可分为图谱法和回归公式法两种;若根据估算方法的资料来源进行分类,则可分为船模系列资料估算法、归纳实船和船模资料估算法、母型船数据估算法等三类估算方法。
§ 7-1 船模系列试验资料估算法这类方法都是根据船模系列试验资料,直接给出阻力图表等,供实际估算应用。
一、泰洛(Taylor )法泰洛估算法是根据泰洛标准系列船模试验结果整理得到的。
其所用母型船虽为军舰(参见§6-1),但也可用于民用船,特别是双螺旋桨客船的阻力估算。
最初的泰洛法其阻力数据绘制成单位排水量剩余阻力的等值线,并均采用英制单位。
1954年盖脱勒(Gertler)将泰洛标准组阻力数据重新进行分析整理,并对水温、层流和限制航道的影响分别加以修正,最后整理出一套无量纲剩余阻力系数图表,其中摩擦阻力系数按桑海公式计算。
计算所用的船体湿面积可以由无量纲湿面积系数图谱求得。
怎么求阻力初中公式
阻力是物理学中一个重要的概念,它是指物体移动时,在作用于物体的外力大小与方向上,相反的力或是减速力。
物体移动过程中,都会遭受一定的阻力,这种阻力有多种形式,比如,空气阻力、摩擦力和重力。
它们都是物体移动的动力,而且受物体的大小、形状、移动的空间、物体的速度和移动的方向等因素的影响。
阻力的公式为F=Cv^2,其中,F为力,C为阻力系数,V为物体的速度。
这是一个简单的公式,它只能用来估算物体移动对所受阻力的大小,而不能准确地描述物体行进过程中外力的大小和方向。
初中物理学中,学习阻力的公式主要有三种:一种是气体阻力公式;另一种是摩擦力公式;第三种是重力加速度公式。
气体阻力公式是这样的:F=1/2CρV2,其中,F为物体所受阻力,C为阻力系数,ρ为空气密度,V为物体移动时的速度。
摩擦力公式为:F=μNR,其中,F为物体所受的摩擦力,μ为摩擦系数,N为摩擦力大小,R为摩擦力方向。
重力加速度公式为:F=mg,其中,F为地心引力,m为物体的质量,g为重力加速度。
这三种公式均用来估算物体在空中受到的阻力大小,但是对于实际求阻力的计算,需要考虑物体的大小、形状、移动的空间、物体的速度和移动的方向等多重因素。
这样,就能更准确地求出物体实际所受的阻力。
总之,怎么求阻力初中公式,关键在于掌握上述简单的三种阻力
的公式,但要准确求出阻力,还需要考虑物体的大小、形状、移动的空间、物体的速度和移动的方向等多重因素。
只有结合这些因素,才能正确地求出物体空中受到的阻力大小。
初中阻力计算公式阻力是物理学中的一个重要概念,它是指物体在运动过程中与介质之间相互作用的力,通常用符号F表示。
在初中物理学中,我们需要学习如何计算阻力,掌握阻力的计算公式是非常重要的。
一、计算阻力的公式初中物理学中,计算阻力的公式是F=μN,其中F表示阻力,μ表示摩擦因数,N表示垂直于运动方向的物体受力。
在这个公式中,摩擦因数是一个重要的变量,它是一个无量纲量,表示介质表面与物体表面之间的粗糙程度和两者间的接触面积大小。
二、阻力的影响因素阻力的大小受多个因素的影响,其中最主要的因素是物体的质量、速度和介质对物体的摩擦系数。
一般来说,物体的质量越大,速度越快,摩擦系数越大,阻力就越大。
除了这些因素外,运动物体的形状、介质的密度、温度等都会对阻力产生影响。
例如,当物体的形状变得更加流线型时,阻力就会减小;当介质的密度或者温度变化时,阻力也会发生变化。
三、如何减小阻力在实际生活中,减小阻力是非常必要的。
要减小阻力,我们可以尝试以下方法:1. 选择合适的表面处理,使其更加光滑,减少物体与介质的摩擦。
2. 减少物体与介质的接触面积,例如使用小轮子。
3. 优化物体的形状,使其更加流线型,减少空气或液体的阻力。
4. 增加物体的速度,但同时也要注意避免危险。
以上方法可以帮助我们减小阻力,使物体运动更加顺畅。
总之,阻力的计算公式是初中物理学中非常基础的内容,掌握了这个公式,我们就能够计算阻力的大小,进而进行相关问题的分析。
了解阻力的影响因素,以及如何减小阻力,也是非常重要的。
通过对阻力的深入了解和掌握,我们可以更好地理解周围的环境,解决实际问题。
阻力公式通式好的,以下是为您生成的关于“阻力公式通式”的文章:咱先来说说阻力这玩意儿。
你想想啊,咱平常骑自行车,是不是感觉风呼呼地吹,让咱蹬车更费劲?这就是风带来的阻力。
或者说,在水里游泳,水对咱身体也有阻力,让咱游得没那么轻松。
那啥是阻力公式通式呢?简单说,就是用来计算各种情况下阻力大小的一套方法。
就拿流体中的阻力来说吧,比如说一个小球在液体里运动,它受到的阻力就和好多因素有关。
像液体的黏度啦、小球的速度啦、小球的大小形状啥的。
这里有个常见的阻力公式:$F_d = \frac{1}{2}C_d \rho A v^2$ 这里面的$F_d$就是阻力,$C_d$叫阻力系数,$\rho$是流体的密度,$A$是物体在垂直于运动方向上的投影面积,$v$就是物体的速度。
咱就拿汽车在路上跑来说说这公式。
汽车跑得越快,速度$v$越大,阻力就越大,这就好比你跑步,跑得越快,风的阻力就越大,感觉越累。
汽车的形状也很重要,流线型的车阻力就小,那种四四方方的车,阻力就大,就像一个胖子在风里跑,肯定比瘦子受到的阻力大。
还有啊,在空气中运动的物体也有类似的阻力情况。
比如说飞机。
飞机那么大一个家伙在天上飞,要是阻力算不准,那可就麻烦啦。
设计师就得根据阻力公式通式,精心设计飞机的外形,让它能更轻松地穿过空气。
我记得有一次,我在路上看到一辆造型奇特的车,它的车头尖尖的,车身很光滑。
我就想,这肯定是为了减小阻力设计的。
后来一查资料,还真是这么回事儿。
你看,生活中到处都能看到阻力公式通式的应用。
再比如说,咱们做实验的时候,把一个小木块放进不同黏稠度的液体里,观察它下落的速度。
通过改变液体的黏稠度,就能看到阻力对小木块运动的影响。
这时候,阻力公式通式就能帮我们很好地理解和预测小木块的运动情况。
从小学到高中的教材里,虽然对阻力公式通式的讲解是逐步深入的,但核心的东西一直没变,那就是帮助我们理解物体在各种环境中运动时所受到的阻力。
总之,阻力公式通式是个很有用的东西,它能让我们更清楚地知道物体运动时所面临的“阻碍”,也能帮助我们设计出更高效、更节能的东西。