七 阻力估算
- 格式:ppt
- 大小:391.00 KB
- 文档页数:20
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。
- 1 -。
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。