에어 포일의 윗면에서 압력 계수가 음수 인 이유는 무엇입니까?


정답

압력 계수는 항상 윗면에서 음수 일 필요는 없습니다. 포뮬러 1 경주 용 자동차에 사용되는 익형의 윗면에는 양압 계수가 있습니다. 기본적으로 압력 계수는 공기의 상대 속도가 자유 흐름 (익형이 보는 유입 속도)과 비교되는 것을 볼 수있는 약자입니다. 공기의 속도가 빨라지면 자유 흐름 정압의 위치 에너지가 공기의 운동 에너지로 변환되며,이 변화는 압력 계수가 음수가되는 것으로 설명됩니다.

공기 속도가 느려지면 들어오는 공기의 운동 에너지가 정압으로 바뀌고 압력 계수가 양수가되는 것으로 설명됩니다.

수학을 보면 알 수 있습니다.

압력 계수 = 정압의 변화 / 들어오는 동적 압력

베르누이 방정식을 사용하여 조작 한 후에도 동일합니다.

= 1-(로컬 공기 속도 / 자유 흐름 공기 속도)

이 흐름 가속은 에어 포일이 수렴 덕트처럼 작용하여 동일한 양의 공기가 더 작은 공기를 통과하도록하기 때문에 발생합니다. 지역. 더 두꺼운 익형 또는 더 단단하게 구부러진 익형은 더 많은 가속을 제공하여 더 큰 압력 계수를 제공합니다. 그러나 이것은 흐름이 곡률을 따라갈 수 없기 때문에 드래그 비용이 발생합니다. 공기 역학 학자들은 이것을 흐름 분리라고 부릅니다. 따라서 익형을 선택할 때 둘 사이의 균형을 맞춰야합니다. 항력이 큰 요인이 아닌 자동차에서는 양력이 극대화됩니다. 항공기 및 프로펠러 블레이드에서는 최소 전력 입력으로 최대 양력을 얻을 수 있도록 양력 대 항력 비율이 최대화됩니다. 이 이미지는 차이를 잘 보여줍니다.

답변

이 지점을 압력의 중심이라고합니다. “평균 또는 평균 또는 기대 값”이라는 개념과 동일한 수학 아이디어를 사용하여 계산됩니다. 통계라는 수학 분야에서. 이것이 개념입니다. 만약 당신이 어떤 분이라도 참일 수있는 프로세스를 가지고 있다면, “dt”시간 간격 내에서 참일 확률은 0.1 \%입니다. 시간 간격 (0, X) 내에서 참일 확률은 얼마입니까? 이것을 홀수 F (x)라고합시다.

각 “dt”, 적분,. / x F (X) = / p (t) dt. / 0 우리는 p (t) = 0,001이라고 말했습니다. 그래서 그것이 참일 확률은 시간 t = 1000에 대해 1입니다. 또는 더 높게. 내 압력의 중심은? 쉬움

이 확률은 흥미 롭습니다. 만약 어떤 베팅 딜러가 제가 이겼을 때 제가 기다린 시간의 10 \%에 해당하는 상금으로 티켓을 제공한다면,이 티켓의 가치는 얼마입니까? 내 말은, 얼마나받을 수 있을까요? 매각하기로 결정한 경우 얼마를 요구해야합니까? 이것은 우리가 그것을 알아 내기 위해하는 것입니다. 상금 함수 = 0,1 t ^ 2 유로 지금 t = 300 인 내 티켓의 가치는 얼마입니까?.. / 300 Expected (prize) = / 0,001 * (0,1 t ^ 2) dt. / 0 = 2,7E7 1E-4 / 3 = 900 유로.

이 아이디어는 양자 이론에서도 폭발합니다. 파동 함수는 fi (x)입니다. 여기서 입자를 찾을 기회는 없습니다.이 장소의 fi가 0이면

fi * (x) fi (x) dx는 다음 사이의 입자를 찾을 확률입니다. x 및 x + dx 마이너스에서 플러스 무한대 사이의 적분 값이 1이기 때문에 te 입자는 어딘가에 있어야합니다. 입자를 어디에서 찾을 수 있습니까? 함수의 예상 값은 “x”입니다.

. / +8

KE = / fi * x fi dx

. / -8

(8은 무한대, rigght?)

그리고 운동 에너지는 1의 예상 값입니다. / 2 mv ^ 2 . / +8 K.E = / fi * 1 / 2mv ^ 2 fi dx . / -8

이것이 운동 에너지의 양자 역학 값입니다. 동일한 아이디어가 무게 중심 뒤에 있습니다. . / . I x dm . / Xcg = —————— . / . 나는 dm 입니다. /

교실 평균 체중에 대한 동일한 아이디어 . \_\_ . \ . / #Pi * Wi .—– ———————— N 여기서 Wi는 무게 i이고 #Pi는 Wi에 무게를 두는 동공의 수입니다. N은 모든 Pi의 합입니다. 압력의 중심은 좌표가 Xcp Ycp Zcp 인 점입니다.

고체에 대한 유체의 힘은 유체와 접촉하는 고체의 표면에 나타납니다. 이 힘이 발생하는 방식은 다음과 같습니다.

dF = P dS dF는 벡터이고 dS는 또한 고체 표면에 수직 인 벡터입니다. 압력 중심의 y 좌표는입니다. /. | P (x, y, z) y dS. / Ycp = ——————————. /. 나는 P (x, y, z) dS. /

아이디어는 똑같습니다. 프로세스가 일정 간격으로 분산되어있는 경우 모든 함수의 예상 값은 얼마이지만 내 프로세스에 의해 가중치가 부여됩니까?

내 함수가 X, 우리는 X (좌표 또는 위치)의 가중치를 얻습니다.

수평과 알파 각도가 액체에 가라 앉은 비행기의 경우 계산은 다음과 같습니다.

| ——– / ——————- |

| / |

| \_ / \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ |

평면 L의 길이, 알려져 있지만 소문자 “l”은 평면의 가변 길이입니다.

따라서 L * sin a는 탱크의 깊이이고 (L-l) sin a는 평면에있는 지점의 깊이입니다.

압력은 깊이 P (X, Y)에 따라 증가합니다. , Z) = ro * g * depth = ro g sin a (Ll)

여기서 l cos a = X 및 l sin a = Y. 따라서 “l”의 함수로서 P는 함수임을 의미합니다. 공간의.

. /. | P (x, y, z) X dS. / Xcp = ——————————. /. 나는 P (x, y, z) dS. /

두 적분 모두 몸의 표면 위에 있습니다. 분모는 총 힘입니다 :

. / H / L

I dZ I ro g sin a (Ll) (l cos a) dl

. / 0 / o

——————— ————————————- =

. / H / L

I dZ I ro g sin a (Ll) dl

. / 0 / o

ro g sin a cos a L ^ 3 / 6

= ——————————————– —- = L cos a / 3

ro g sin a L ^ 2 / 2

따라서 변수 Y를 사용하면 결과는 L sin a / 3입니다.

그리고 압력의 중심은 CP = L / 3 (cos a, sin a)

철저한 세부 사항에 대해 죄송하지만 수학 개념이 몇 가지 문제 뒤에있는 경우 관계를 표시하는 것이 매우 중요합니다. 다른 과목과 함께 사용하고 수학 공통 도구를 사용하여 점을 연결합니다.

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