Ist der Reibungswiderstand mehr oder weniger in der laminaren Grenzschicht gegenüber der turbulenten Grenzschicht?
Auf dieser Seite von Wikipedia steht geschrieben :
Die laminare Grenze ist eine sehr glatte Strömung, während die turbulente Grenzschicht Wirbel oder „Wirbel“ enthält. Die laminare Strömung erzeugt weniger Mantelreibungswiderstand als die turbulente Strömung, ist aber weniger stabil.
Aber auf einer anderen Seite heißt es:
Die Strömung über einen Körper kann laminar beginnen. Wenn ein Fluid über eine Oberfläche fließt, verlangsamen Scherspannungen innerhalb des Fluids zusätzliche Fluidpartikel, wodurch die Grenzschicht dicker wird. An einem Punkt entlang der Strömungsrichtung wird die Strömung instabil und turbulent. Turbulente Strömung hat ein fluktuierendes und unregelmäßiges Strömungsbild, das sich durch die Bildung von Wirbeln bemerkbar macht. Während die turbulente Schicht wächst, nimmt die Dicke der laminaren Schicht ab. Dies führt zu einer dünneren laminaren Grenzschicht, die im Verhältnis zur laminaren Strömung die Größe der Reibungskraft herabsetzt , wenn Fluid über das Objekt fließt.
Was ist also die richtige Aussage?
Sie konzentrieren sich auf Hautreibung. Dies ist nur eine Komponente des parasitären Widerstands, der wiederum nur ein Bestandteil des gesamten Widerstands auf ein Objekt ist. Sie müssen alle Aspekte des Luftwiderstands betrachten, und diese variieren je nach Objektform, Oberflächenstruktur und Geschwindigkeit erheblich.
Ein Golfball hat Grübchen, weil die Hautreibung eine kleine Komponente des Luftwiderstands für stumpfe Gegenstände ist. Beim Golfball dominiert der Formwiderstand (Druckwiderstand) gegenüber der Mantelreibung. Stellen Sie sich einen nicht implementierten Golfball vor. Die Strömung bleibt über einen guten Teil einer glatten Kugel bis zu dem Punkt laminar, an dem sich die Strömung von der Kugel trennt. Diese Trennung tritt früh in einem glatten Ball auf, was zu einem ziemlich großen Formwiderstand führt. Betrachten Sie nun einen Golfball mit Grübchen. Die Noppen machen die Strömung über fast die gesamte Oberfläche turbulent. Dadurch verschiebt sich wiederum die Trennstelle deutlich in Richtung der Rückseite der Kugel. Die Hautreibung nimmt etwas zu, aber der Druckwiderstand ist für einen Golfball mit Grübchen im Vergleich zu einem Golfball ohne Grübchen deutlich geringer. Der Gesamtwiderstand bei einem Ball mit Vertiefungen ist viel geringer als bei einem Ball ohne Vertiefungen.
Betrachten Sie nun einen Flügel. Ein Flügel ist alles andere als ein stumpfer Gegenstand. Der Formwiderstand trägt konstruktionsbedingt nur geringfügig zur Gesamtwiderstandskraft bei. Mantelreibung ist für einen Flügel viel wichtiger, daher gewinnt ein Design, das eine laminare Strömung aufrechterhält, über ein Design, das zu einer turbulenten Strömung führt.
Turbulente Strömung führt zu mehr (Hinzugefügt als LOKAL bearbeiten) Reibungswiderstand, wenn andere Dinge gleich sind . Allerdings ist die Liste der "anderen Dinge" ziemlich lang. Wenn Turbulenzen die Reibung erhöhen, besteht der grundlegende Mechanismus darin, dass turbulentes Mischen innerhalb der Grenzschicht schnell bewegte Luft nach unten zur Oberfläche bringt, wodurch ein größerer Geschwindigkeitsgradient (und daher mehr Reibung) an der Oberfläche erzeugt wird.
Es wurden viele Versuche unternommen, Flugzeuge zu konstruieren, deren Flügel eine laminare Strömung unterstützen, und es ist möglich, dies unter idealen Bedingungen zu tun, bei denen die Flügeloberfläche sauber und glatt gehalten werden kann. Bei einigen Vorschlägen wird die Grenzschicht entfernt, indem sie durch die Oberfläche gesaugt wird, was erfordert, dass die Saugöffnungen offen bleiben. In der realen Welt gibt es Insekten, Schmutz und Regentropfen, die dazu neigen, Turbulenzen zu fördern. Im Allgemeinen möchten Sie, dass die Strömung nicht nur effizient ist, sondern auch vorhersehbar und wiederholbar, sodass Sie möglicherweise eine turbulente Strömung bevorzugen.
HINZUGEFÜGT (TEILLISTE DER „SONSTIGEN DINGE“, DIE ZU BERÜCKSICHTIGEN SIND)
Druckgradienten außerhalb der Grenzschicht. Oberflächenrauheit, Oberflächenkrümmung, Strömungsdivergenz, Wärmeübertragung, Stoffübertragung, Strukturschwingungen, Lärm. Temperatur.
GRÜNDE, TURBULENTE GRENZSCHICHTEN ZU BEVORZUGEN
Trennung verzögern, Vermischung fördern, Unsicherheiten vermeiden.
Benutzer167453
S.Serpooshan
David Hammen