空气阻力试验
关于空气阻力
空气阻力[编辑本段]概述空气阻力指空气对运动物体的阻碍力，是运动物体受到空气的弹力而产生的。
空气阻力是汽车在空气介质中行驶，汽车相对于空气运动时空气作用力在行驶方向形成的分力，空气阻力与汽车速度的平方成正比，车速越快阻力越大。
如果空气阻力占汽车行驶阻力的比率很大，则会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。
在一级方程式赛车界中有这么一句话：“谁控制好空气，谁就能赢得比赛！”。
追求最佳的空气动力是现代一级方程式赛车中最重要的部分之一。
在时速达300km以上的赛车世界中，空气在很大程度上决定了赛车的速度。
空气动力中，要考虑的要素简而言之有两点。
1：减少空气阻力（drag）；2：增加把赛车下压的下压力（downf orce）。
空气阻力越小赛车的速度越能越快，下压力越大赛车在弯道时的速度就越快。
空气动力学简单说就是如何取决在某些时候这两个完全相反的力的最佳平衡。
实际操作时要与环境因素造成的气流量的压强挂钩。
否则你将区别不出什么是空气动力和空气阻力。
汽车、船舶、铁路机车等在运行时，由于前面的空气被压缩，两侧表面与空气的摩擦，以及尾部后面的空间成为部分真空，这些作用所引起的阻力。
在逆风运行时，还要把风力附加在内。
在现实生活中，自由落体也受空气阻力的影响，其速度，接触面积，空气密度等都会影响空气阻力的大小。
英文为air resistance[编辑本段]空气阻力构成摩擦阻力：指空气粘度在车身表面产生的切向力在行驶方向的分力；该力仅占空气阻力总额的9％，在航空和航天中其作为重点考虑对象，在地面一般车辆中可予以忽略。
压力阻力：指汽车外表面大气作用的法向压力在行驶方向的分力；根据阻力源的不同，压力阻力又分为：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力及诱导阻力。
1.形状阻力：由车身形状的不同而产生的空气阻力（主要由作用在汽车前、后两面的压力差所至），其占空气阻力总额的58％；2.干扰阻力：车身中局部突起部分（如：反光镜、车门把手等）产生的空气阻力，其占空气阻力总额的14％；3.内循环阻力：发动机进、排气系统、冷却系、车身通风系统等所需要和产生的空气流流经车体内部所产生的阻力，其占空气阻力总额的12％；4.诱导阻力：空气升力在水平方向的投影（主要由作用在车身上、下两面的压力差所至），其占空气阻力总额的7％；[编辑本段]计算公式根据空气阻力的公式：F=(1/2)CρSV^2 计算。
局部阻力系数实验报告
局部阻力系数实验报告
本实验报告是基于研究局部空气阻力系数研究而撰写。
首先，实验室进行局部空气阻力系数的应力测试，其目的是为了获得空气的阻力系数。
其次，实验室采用了一种名为“局部空气阻力系数模拟实验”的物理实验方法，目的在于获取模拟实验中不同表面结构及条件下局部空气阻力系数的数值。
实验室研究了不同表面和条件下的空气阻力系数。
实验室实施基于该方法的空气阻力系数测量，在不同的条件下，实验室建造了各种不同的空气阻力模型，包括使用板材、柱杆和龙门架结构，测试了不同尺寸和几何构型的空气流条件下的局部空气阻力系数。
各测试试验的数据和实验结果报告由实验室提供，其中包括空气阻力模型各种参数、测试条件（即空气流速、压力状态、温度以及流体介质）以及各结构物表面状态等。
测量得到的数据用于计算各种表面构造结构介质空气阻力系数。
实验结果表明，不同表面构造和不同条件下的空气阻力系数均呈显著差异。
在同一表面构造的情况下，空气流的速度越快，局部空气阻力系数也越大。
压力及温度的变化也会引起空气阻力系数的增长，以及表面凹凸状态的变化也会导致阻力系数的变化。
同样的，空气的动力学性质也会影响空气阻力系数的值。
总之，通过本次对局部空气阻力系数文献研究，得到了一系列有助于深入理解和研究局部空气阻力系数特性的实验结果。
这些结果为现有空气动力学研究提供了有益的实验经验基础，可以为未来的空气动力学方面的研究提供重要的参考。
空气阻力和空气阻力原理
空气阻力的影响因素
物体形状：物体形状对空气流动的 影响，进而影响空气阻力。
空气密度：空气密度越大，空气阻 力越大。
添加标题
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物体速度：物体速度越快，空气阻 力越大。
空气粘度：空气粘度越大，空气阻 力越大。
减缓物体的速度： 空气阻力会减慢 物体在空气中运 动的速度，使物 体逐渐减速。
航空器速度控制：飞行员通过控制空气阻力，可以实现飞机的起飞、巡航、着陆等阶段 的精确速度控制。
航空航天材料选择：为了抵抗空气阻力，航空航天材料需要具备足够的强度和刚度，以 确保结构完整性和安全性。
空气阻力在汽车工业中的应用
空气动力学设计：汽车外形设计考虑空气阻力，降低风阻系数，提高燃油经济性和行驶稳定 性
添加标题
空气阻力的作用
消耗能量：空气 阻力会对物体施 加阻力力，这个 阻力力会消耗物 体的能量，使物 体的动能逐渐减
少。
添加标题
保持稳定：在某些 情况下，空气阻力 可以帮助保持物体 的稳定，例如飞机 机翼的升力与空气 阻力有关，空气阻 力可以平衡重力， 使飞机保持稳定飞
行。
添加标题
保护环境：空气阻 力可以减少污染物 排放的速度和量， 从而减少对环境的 污染。例如，汽车 在行驶过程中会受 到空气阻力的作用， 这有助于减缓汽车 的速度，从而减少
减小物体尺寸
减小物体尺寸：通过减小物体的体积和表面积，可以降低空气阻力。例如，流线 型设计可以减少空气阻力。
改变物体形状：通过改变物体的形状，使其更加流线型或更加平滑，可以降低空 气阻力。例如，汽车和飞机的流线型设计可以减少空气阻力。
增加表面光滑度：通过增加物体的表面光滑度，可以减少空气阻力。例如，在飞 机机翼上涂上一层光滑的涂层，可以降低空气阻力。
空气阻力的计算公式是什么
空气阻力的计算公式是什么？空气阻力Fw是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力，它的计算公式是：Fw=1/16·A·Cw·v2(kg)其中：v为行车速度，单位：m／s；A为汽车横截面面积，单位：m2：Cw为风阻系数。
空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力会增加3倍。
因此高速行车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。
换句话讲，空气阻力小不仅能节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。
空气阻力的大小除了取决于车的速度外，还跟汽车的截面积A和风阻系数Cw有关。
风阻系数Cw是一个无单位的数值。
它描述的是车身的形状。
根据车的外形不同，Cw值一般在0．3(好)—0．6(差)之间。
光滑的车身造型(最理想为水滴型)使气流流过车身后的速度变化小，不会形成旋涡，Cw值就低；相反，如果车身外形有棱有角又有缝，Cw值就高。
一般赛车将车轮设计在车身之外，自成一体。
理论上每一辆车的Cw可以在模型制作阶段测得，但准确的Cw值都必须在出了成品之后，通过做风洞实验来获得。
通过改善汽车的空气动力学性能，比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽，都能降低风阻系数。
而降低车身高度，等于减小了截面积，或使车身更多地盖住轮子，也有利于降低空气阻力。
==空气阻力.空气阻力是与物体运动的速率成正比的,即：f=kvk是空气摩擦系数,和空气密度有关,在我们能找到的丢东西的地方,一般可以认为是一个常数.当物体从空中开始下落的时候,v很小,f很小,mg>f,所以物体逐渐加速.随着速度的增加,f增加,最终会达到mg=f的平衡点.此时,物体就开始了匀速下落.并且我们知道下落的速率便是v=mg/k在一般意义上我们说的重量,指的便是mg.冬季奥林匹克运动会向我们展示了一幅幅完美的气体动力学画面。
不管是速滑、雪橇还是跳台滑雪运动员，他们在风洞中的轮廓看上去都几近完美。
空气阻力的计算公式是什么 系数公式
系数公式空气阻力的计算公式是什么？空气阻力Fw是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力，它的计算公式是：Fw=1/16?A?Cw?v2(kg) 其中：v为行车速度，单位：m／s；A 为汽车横截面面积，单位：m2：Cw为风阻系数。
空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力会增加3倍。
因此高速行车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。
换句话讲，空气阻力小不仅能节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。
空气阻力的大小除了取决于车的速度外，还跟汽车的截面积A和风阻系数Cw有关。
风阻系数Cw是一个无单位的数值。
它描述的是车身的形状。
根据车的外形不同，Cw值一般在0．3(好)--0．6(差)之间。
光滑的车身造型(最理想为水滴型)使气流流过车身后的速度变化小，不会形成旋涡，Cw值就低；相反，如果车身外形有棱有角又有缝，Cw值就高。
一般赛车将车轮设计在车身之外，自成一体。
理论上每一辆车的Cw可以在模型制作阶段测得，但准确的Cw值都必须在出了成品之后，通过做风洞实验来获得。
通过改善汽车的空气动力学性能，比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽，都能降低风阻系数。
而降低车身高度，等于减小了截面积，或使车身更多地盖住轮子，也有利于降低空气阻力。
== 空气阻力. 空气阻力是与物体运动的速率成正比的,即：f=kv k是空气摩擦系数,和空气密度有关,在我们能找到的丢东西的地方,一般可以认为是一个常数. 当物体从空中开始下落的时候,v很小,f很小,mg>f,所以物体逐渐加速.随着速度的增加,f增加,最终会达到mg=f的平衡点.此时,物体就开始了匀速下落.并且我们知道下落的速率便是v=mg/k在一般意义上我们说的重量,指的便是mg. 冬季奥林匹克运动会向我们展示了一幅幅完美的气体动力学画面。
不管是速滑、雪橇还是跳台滑雪运动员，他们在风洞中的轮廓看上去都几近完美。
飞行器的空气动力学设计与优化
飞行器的空气动力学设计与优化随着航空工业的不断发展，飞行器的造型和性能也在不断地创新和优化。
其中，空气动力学是影响飞行器性能的重要因素之一。
空气动力学设计的好坏，直接影响着飞机的飞行稳定性和效率。
因此，飞行器的空气动力学设计与优化成为了当今航空工业中的重要研究方向之一。
一、空气动力学原理空气动力学是关于空气对物体运动的影响的科学，它是飞行器设计的重要基础。
空气动力学原理主要包括气流和空气阻力、升力和重力、环流和卡门涡等。
气流是指空气在运动时所形成的气流。
在飞行器的设计中，气流对机翼、机身等的外形设计有着重要的影响。
气流流线的流畅和趋势，以及流场的分布，直接可以影响到机翼的升力、阻力等性能指标。
空气阻力是指空气对物体运动的阻碍力。
在大气中飞行时，飞行器所受到的空气阻力非常大，它会直接影响到飞机的速度和燃料消耗等性能指标。
因此，在飞行器设计中，要对空气阻力进行精确计算和优化设计。
升力和重力是飞行器在空气中飞行时，机翼所受到的上升力和飞机的重量之间的关系。
在飞行器的设计中，要合理地利用机翼的升力产生，以提高飞机的升力，降低飞行器的重量。
这可以通过机翼的形状、角度、曲率等因素来实现。
环流和卡门涡是指空气动力学中所形成的环流和涡旋。
在飞行器的设计中，环流和卡门涡的产生直接影响到机翼和尾翼的空气动力性能，因此需要进行优化设计。
二、飞行器空气动力学设计与优化的主要方法1.模拟分析法模拟分析法是一种常用的飞行器空气动力学设计和优化方法。
通过数值计算方法，建立数学模型，对空气动力学性能进行分析和预测，从而优化飞行器的设计方案。
模拟分析法可以预测飞行器的各项性能指标，如空气动力、静力、动力等，因此被广泛应用于飞行器的设计和研发中。
2.实验研究法实验研究法是飞行器空气动力学研究的另一种重要方法。
通过风洞试验等实验手段，对飞行器的空气动力学特性进行测试和测量，从而得到精确的空气动力学数据，帮助设计人员进行优化设计。
实验研究法具有直观、可靠性高等优点，但是成本较高，周期也较长，因此一般用于飞行器的重要部件和关键技术的研究。
高速列车的空气动力学研究
高速列车的空气动力学研究随着科学技术的不断发展和进步，高速列车作为一种高效、安全、舒适的交通工具，已经成为人们出行的首选。
而在高速列车的设计和研发中，空气动力学就是一个尤为重要的领域。
本文将就高速列车的空气动力学进行一些初步探讨。
一、高速列车的空气动力学基础空气动力学是研究物体在流体中运动的科学，而高速列车所处的环境就是流体。
因此，研究高速列车的空气动力学就是研究高速列车在运行过程中受到的各种空气流动的影响，以及如何通过设计和改变车体外形来减小风阻和空气阻力。
这是提升高速列车运行效率和降低能耗的重要手段。
高速列车的空气动力学基础主要包括以下三个方面：1. 高速列车所处的空气流动场高速列车在行驶过程中，周围的空气会因为列车的运动而发生不同的变化，从而形成不同的气流场。
这些气流场会对列车行驶的稳定性、安全性和能耗产生影响，因此需要进行深入研究。
2. 高速列车风阻和空气阻力高速列车行驶所需要克服的阻力主要有摩擦阻力、轨道阻力和空气阻力。
其中，空气阻力是高速列车行驶主要的阻力来源之一，因此减小风阻和空气阻力可以有效提高列车的运行效率。
3. 高速列车所采用的改变车体外形的设计技术为了减小高速列车的风阻和空气阻力，降低列车运行的能耗，需要对车体外形进行改进。
列车所采用的改变车体外形的设计技术包括车头形状设计、车身尾缘、气动外形与气动平衡性的设计等等。
这些技术的应用可以有效地减小列车的风阻和空气阻力。
二、高速列车空气动力学的研究现状目前，国内外对高速列车的空气动力学研究已经取得了很大的进展。
以下就是一些目前比较典型的研究成果和应用：1. 实验和数值模拟方法的研究为了深入研究高速列车的气动特性，目前研究人员主要采用实验和数值模拟方法进行研究。
通过实验和数值模拟可以深入地了解高速列车所处的气流场，分析高速列车的气动性能，优化车体外形等等。
2. 高速列车风洞试验高速列车的风洞试验是空气动力学研究中的一种重要方法。
风洞试验可以快速地获取大量数据，帮助研究人员深入了解高速列车的运行情况、车体外形和空气动力学特性等等，从而更好地优化车体设计和改进列车性能。
沉管隧道高速列车空气阻力水力学模型试验研究
数 值 ２１ ．５ ０ １２６ ．３ ０ １２６ ．３ １３ ６ Ｏ ．２ ×ｌ＇
依 据 阻力 相 似 ｉ ｔ ｔ ＝ｉ ｉ 。￡ ｔ ＝ ｐ Ｐ￡ ＝ ｉ ｔ ．ｔ Ｄ＝３ｉ ｐ
１ ２ 隧道 及高速 列车模 型 ．
全单孑 方 案 ， Ｌ 全双 孑 方 案 和 单 双孑 结 合 方 案 。本 次 试 Ｌ Ｌ 验 为第 ３套方案 ， 即单 双孔 结 合 方 案 作 为模 型 制 作 依 据 。在 制作过 程 中 ， 沉管 段 的 中隔 墙 制 作成 可 拆 卸 将 的 ， 用拆 除 中隔墙 后 的试 验数 据对 第 １ 方 案 ， 利 套 即全 单 孑 方 案进 行研 究 ， ２套 全 双 孑 设 计 方 案本 次 试 验 Ｌ 第 Ｌ
Ｃ ３ ０＋ ７ Ｋ ４ ４０
沉 管段 Ｃ（４ ４０ ｌ ０＋ ７ ３
Ｃ ３ ２＋ ６ Ｋ４ ５ｏ
江 南 竖 井 Ｃ ３２ ６ Ｋ ４ ＋５ｏ
Ｃ ３２ ７ Ｋ ４ ＋５ ４
明 挖 段 Ｃ ３２ ７ Ｋ ４ ＋５４
Ｃ ３２ ５ Ｋ ４ ＋９ ０
实 际长 度／ ｍ 模 型 长 度／ｍ ｃ
暂不进 行研 究 。
本试 验 隧道 原形 为拟建 的京 沪高速 铁路 越江 沉管
隧道 Ｃ ３ ７ ４ ～Ｃ ３ ５ ８ Ｋ ３ ＋７ ０ Ｋ ４ ＋３０段 ， 全长 ７ ６ ｍ， ．４ ｋ 分别
由 引 道 段 、 挖 段 、 挖 段 、 井 段 和 沉 管 段 组 成 。 在 明 暗 竖
形成 隧道 中 高速 列车 的空 气 阻力计算 方法 ， 最终提 出沉 管 隧道 列车 空 气 阻力参数 。 并
关键词 ： 隧道 高速 列车 空 气阻 力 模 型试验 中图分 类 号 ： ４ １ １ 文 献标 识码 ： Ｕ ５ ． Ａ
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空氣阻力實驗
[目的]
觀察物體在空氣中的運動，以決定空氣阻力與速度的關係。
[原理]
許多實驗顯示，空氣阻力與物體的運動方向相反，其大小與速度的關係可以表示如下：
n KAV D =,
(1) 其中D 是空氣阻力大小，A 是物體在運動方向上的有效截面積，V 是速度大小，K 是一常數(其數值大小取決於空氣的密度、溫度以及氣流等) ，n 是一由實驗決定的未知常數(其大小隨外在介質不同而改變)。
我們將在本實驗測試並研究此一關係式。
從牛頓第二定律我們可以得到：
()a m mg KAV F n net -=-=, (2) 其中a 是物體加速度大小。
因此,
g m KAV a n
+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= (3) 以上結果可以解讀如下：當一物體被釋放落下之初，其初速非常小，所以上式右邊第一項趨近於零，故加速度a 近似於重力加速度g ，g a ≈。
但是隨著時間增加，此落體的速度增大，故空氣阻力隨之增加，而加速度a 減小。
如果時間夠長，空氣阻力會增加到正好抵消作用在物體上的重力，因此加速度a 變成零。
這時速度必然會是個常數－終端速度(terminal velocity)：
n t KA mg V 1⎪⎭⎫ ⎝⎛= (4) 本實驗將測試方程式(4) ，以決定最適當的n 值。
我們將保持落體的形狀大小不變，以測量不同質量下之終端速度。
因此在(4)中，不同質量的落體將對應到不同的終端速度。
在我們的實驗室環境下，越小的終端速度越利於測量的準確性，因此我們採用咖啡濾紙。
它們具備各項有利的條件(質量小、面積大)，因此終端速度將會很小。
如果你認為在物理實驗中使用咖啡濾紙有些可笑和粗糙，別忘了它的原理和降落傘沒什麼差別。
物體在流體介質中的運動是非常複雜的物理現象。
[儀器]：咖啡濾紙、碼表、直尺、膠布、電子秤。
[步驟]：
1. 測量濾紙的質量，並自行設計表格以記錄實驗數據。
2. 建構一段一公尺長的垂直距離。
讓一個咖啡濾紙落下至少50公分後進入此段一公尺的垂直距離。
利用碼表測量咖啡濾紙垂直掉落此段長度所需時間。
其終端速度可由time
m V t 1=
求出。
注意：不可讓濾紙在落下時不規則翻轉飄動。
如果這情況發生在某一次的測量，則應重新測量，直到濾紙平穩垂直掉落。
3. 重複以上測量，得到總共5個結果。
4. 計算t V 的平均值及標準差。
5. 利用2、4、6以及8個濾紙，分別重複上述實驗。
6. 下一步將利用作圖以決定n
t V 中最佳的n 值。
如果把(4)重新安排，我們得到 n t V g KA m ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=
(5) 因此，根據理論，如果n 是正確的數值，則數據會在m －n t V 的圖上形成
一直線。
我們可以藉此作圖的程序來檢驗不同的n 值。
7. 我們先檢驗D 是否與V ，2V ，或是3V 成正比。
如果D 與V 成正比，則m －t V 圖將呈一直線，而m －2t V 與m －3t V 圖將會呈曲線走勢。
依此類推，作出此三個不同的圖後，我們可決定n 的最佳值將接近1、2或3。
如果以上結果均不理想，你可以試試非整數，譬如1.5， 2.5或其他非整數。
[問題]
1. 在步驟2中，為何要讓濾紙先垂直落下一段距離後再進行測量？
2. 作圖時，為何你必須把()()0,0,=n t V m 這一點包括進來？
3. 根據你的實驗結果，n 的最佳值比較接近多少？解釋理由。
4. 如果改用2倍面積的濾紙重覆本實驗，你認為整個實驗結果會有何不同？t V 如何改變？最佳的n 值如何改變？解釋理由。
5.。