Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля
Материал из Википедии — свободной encyclopedia
Коэффицие́нт аэродинами́ческого сопротивле́ния — безразмерная величина, равная отношению силы лобового сопротивления автомобиля к произведению скоростного напора на площадь миделевого сечения автомобиля . Обычно обозначается как :
Скоростной, или аэродинамический напор, имеет размерность давления (в СИ измеряется в паскалях) и определяется как
где
- — скорость, м/с;
- — плотность воздуха, кг/м3.
Лобовое аэродинамическое сопротивление
зависит только от формы автомобиля и числа Рейнольдса, при равенстве всех критериев подобия, в данном случае существенно число Рейнольдса, одинаков для всех геометрически подобных тел, независимо от их конкретных размеров. в широком диапазоне чисел Рейнольдса (Re), от ~1000 до ~105 приблизительно постоянен. При малых Re увеличивается из-за перехода обтекающего потока в ламинарное течение, для автомобиля такое Re соответствует скорости порядка десятков сантиметров в секунду. При Re > 105 наступает полное развитие турбулентности как на лобовой, так и на тыльной сторонах обтекаемого тела, и снижается.
Чем меньше , тем меньше лобовое сопротивление движению автомобиля и меньше расход топлива при прочих равных условиях. современных легковых серийно выпускаемых автомобилей лежит в пределах от 0,2 до 0,35. У грузовых автомобилей и внедорожников, из-за плохо обтекаемого воздухом массивного кузова — до 0,5 и более.
Некоторые производители указывают в спецификациях эффективную площадь сопротивления автомобиля :
Эта величина равна площади тонкой плоской пластины, ориентированной перпендикулярно набегающему потоку и испытывающей равную силу сопротивления с автомобилем, движущемся с той же скоростью, так как тонкой пластины близок к 1. Эффективная площадь зависит не только от формы, но и от размеров автомобиля, точнее, от площади его миделева сечения. Эффективная площадь современных серийных автомобилей составляет от 0,5 м2 для легковых до 2 м2 и более у внедорожников и грузовиков.
Коэффициент сопротивления определяется экспериментальным путём продувкой макетов автомобилей в аэродинамической трубе, либо расчётным путём с помощью компьютерного моделирования.