Warum werden Fahrzeuge nicht wie Golfbälle eingekerbt?

Mythbusters deckte dieses ab. Sie fanden eine erhebliche Kraftstoffeinsparung bei konstanter Geschwindigkeit. Unter der Annahme, dass ihre Ergebnisse korrekt sind, kann ich nur vermuten, dass die Technik aus kosmetischen Gründen nicht verwendet wird, dh nur wenige Menschen würden ein Auto fahren wollen, das aussieht, als hätte es mehrere Unfälle gehabt und es wäre voller Dellen

Hauptklassen des Luftwiderstands : Zwei Hauptfaktoren des Luftwiderstands sind Reibung und Strömungsablösung. Dieser Reibungswiderstand ist bei stromlinienförmiger Form vorherrschend und der Druckwiderstand (Widerstand aufgrund von Strömungsablösung) ist bei stumpfen Körpern vorherrschend.

Möglichkeiten zur Verringerung von Reibung und Druckwiderstand: Turbulente Strömungen haben mehr Impuls als laminare Strömungen, sodass sie die Strömungstrennung verringern, sodass der Druckwiderstand verringert wird, der die Hauptursache für den Widerstand in stumpfen Körpern ist. Ein solcher Mechanismus wird also in Golfbällen verwendet (da Golfbälle kugelförmig sind, gibt es keine Möglichkeit, sie zu rationalisieren!). Bei stromlinienförmigen Körpern kann der Reibungswiderstand durch Erhöhung der Oberflächenglätte verringert werden.

Warum Fahrzeuge nicht eingelocht werden:Das Auto ist keine vollständige Bluff-Karosserie (die Länge des Autos ist größer als die Höhe) und keine gute stromlinienförmige Karosserie (die Länge des Autos ist nicht sehr viel größer als die Höhe). Üblicherweise verursacht Druckwiderstand in den meisten Strömungen mehr Widerstand als Hautreibungswiderstand. Wenn wir in Autos Lochfraß einbauen, kann dies zu Strömungsablösungen führen und den Luftwiderstand erhöhen. Die Struktur des Autos kann leicht rationalisiert werden, indem eine Strömungstrennung vermieden wird. Das kann durch zunehmende Steilheit von Vorder- und Rückseitengläsern archiviert werden. Wir können den Hautreibungswiderstand reduzieren, indem wir eine glatte Körperoberfläche oder eine lackierte Oberfläche verwenden. Wenn Sie einen Teil des Autos betrachten, an dem eine Trennung auftreten kann, zum Beispiel konvexe Ecken der Autooberfläche, an denen Grübchen den Luftwiderstand verringern können!. Die Herstellungs- und Wartungskosten des Fahrzeugs steigen, wenn die Fahrzeuge Lochfraß aufweisen. Aber der Hauptgrund ist, dass sich Staub in diesen Löchern ansammeln kann und das Gewicht und den Zweck dieser Grübchen erhöht. (Bitte beachten Sie, dass die Aerodynamik des stumpfen Körpers und des stromlinienförmigen Körpers unterschiedlich ist.)

Wenn Sie weitere Informationen zu Drag-Redaction-Techniken in Automobilen wünschen, ist dieses Übersichtspapier gut

http://www.ijens.org/Vol_14_I_02/145302-6868-IJMME-IJENS.pdf

Das hat mit der Größe zu tun. Bei kleinen und sich langsam bewegenden Objekten haben viskose Kräfte im Vergleich zu Trägheitskräften mehr Gewicht. Auch die oberflächennahe Luftschicht eines sich durch Luft bewegenden Objekts ist unterschiedlich aufgebaut. Die Vertiefungen in einem Golfball lassen diese Schicht der von größeren Objekten ähneln und tragen dazu bei, dass die Strömung der um größere Objekte wie ein Auto ähnelt, indem der Bereich der getrennten Strömung an der Rückseite des Objekts verringert wird. Ein Auto ist groß genug, um nicht wie ein Golfball von Grübchen zu profitieren.

Physik-Hintergrund

Das Verhältnis von Trägheits- und Reibungskräften wird durch die Reynolds-Zahl ausgedrückt . Die Schicht in der Nähe des Körpers des sich bewegenden Objekts, in der die Luftgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit des Körpers und der Geschwindigkeit der äußeren Strömung variiert, wird als Grenzschicht bezeichnet . Das Geschwindigkeitsprofil dieser Grenzschicht ist bei niedrigen Reynolds-Zahlen (bis 400.000 in unbeschleunigter Strömung, also niedrig ist eher relativ) nahezu dreieckig, und es ist keine Querbewegung zu beobachten. Dies wird als laminare Strömung bezeichnet . Bei höheren Reynolds-Zahlen entwickeln sich Schwingungen und die Strömung geht in eine mit Querbewegung über, was dazu beiträgt, Bewegungsenergie in die körpernahen Strömungsschichten zu verlagern. Folglich wird das Geschwindigkeitsprofil der Grenzschicht viel voller. Dies wird als turbulente Strömung bezeichnet.

Bei der Umströmung eines Körpers führt die laminare Grenzschicht unmittelbar nach Passieren des größten Durchmessers des Körpers zum Abreißen der Strömung und damit zu einem massiven Druckwiderstand am rückwärtigen Teil des Körpers. Die Wiedererregung der turbulenten Grenzschicht verzögert diese Trennung und verursacht weniger Luftwiderstand. Die Dimples in einem Golfball fördern einen früheren Übergang in eine turbulente Strömung und verringern so den Druckwiderstand des Golfballs, sodass er weiter fliegen kann.

In einem Auto ist die Größe groß genug, um früh eine turbulente Grenzschicht zu entwickeln. Grübchen würden nicht helfen, aber den Luftwiderstand leicht erhöhen.