Likhetsparameterkalkulator

Når et objekt beveger seg gjennom atmosfæren, blir gassmolekylene i atmosfæren i nærheten av objektet forstyrret og beveger seg rundt objektet. Aerodynamiske krefter genereres mellom gassen og objektet. Magnetene til disse kreftene avhenger av gjenstandens form, gjenstandens hastighet, massen av gassen som går av objektet og av to andre viktige egenskaper for gassen; viskositeten, eller klebrigheten, av gassen og kompressibiliteten, eller fjæren, av gassen. For å modellere disse effektene, bruker aerodynamikere likhetsparametere som har effekten av disse effektene til andre krefter som er tilstede i problemet. Hvis to eksperimenter har samme verdier for likhetsparametrene, blir den relative betydningen av kreftene riktig modellert. Representative verdier for egenskapene til luften er gitt på en annen side, men den faktiske verdien til parameteren avhenger av gassens tilstand og av tettheten.

Aerodynamiske krefter avhenger på en kompleks måte av gassens viskositet. Når et objekt beveger seg gjennom gass, gassmolekylene fester seg på overflaten. Dette skaper et lag med luft nær overflaten, kalt aboundary layer, som faktisk endrer formen på objektet. Strømmen av gass reagerer på kanten av grenselaget som om det var objektets fysiske overflate. For å gjøre ting mer forvirrende, kan grenselaget skilles fra kroppen og skape en effektiv form som er mye forskjellig fra den fysiske formen. Og for å gjøre det enda mer forvirrende, er strømningsforholdene i og i nærheten av grenselaget ofte ustabile (endrer seg i tid). Grenselaget er veldig viktig for å bestemme at et objekt blir trukket. For å bestemme og forutsi disse forholdene stoler aerodynamikere på vindtunneltesting og veldig sofistikert dataanalyse.

Den viktige likhetsparameteren for viskositet er Reynolds-tallet. Reynolds-tallet uttrykker forholdet mellom inertial (motstandsdyktig mot endring eller bevegelse) krefter til tyktflytende (tunge og limete) krefter. Fra en detaljert analyse av tematisk bevaringsligning er treghetskreftene preget av produktet av tettheten r ganger hastigheten V ganger gradienten til hastigheten dV / dx. De viskøse kreftene kjennetegnes av den dynamiske viskositetskoeffisienten når den andre gradienten av hastigheten d ^ 2V / dx ^ 2. Reynolds-tallet Re blir da:

Re = (r * V * dV / dx) / (mu * d ^ 2V / dx ^ 2)

Hastighetsgradienten er proporsjonal med hastigheten delt med en lengdeskala L. Tilsvarende er det andre derivatet av hastigheten proporsjonal med hastigheten delt på kvadratet av lengdeskala. Deretter:

Re = (r * V * V / L) / (mu * V / L ^ 2)

Re = (r * V * L) / mu

Reynolds-tallet er et dimensjonsløst tall. Høye verdier av parameteren (i størrelsesorden 10 millioner) indikerer at tyktflytende krefter er små og strømmen i det vesentlige usynlig. TheEuler-ligningene kan deretter brukes til å modellere flyten. Parameterens lave verdier (i størrelsesorden hundre) indikerer at viskøse krefter må vurderes.

Reynolds-tallet kan forenkles ytterligere hvis vi bruker den kinematiske viskositeten nu som er euqal til den dynamiske viskositeten delt på tetthet:

nu = mu / r

Re = V * L / nu

Her» er et JavaScript-program for å beregne viskositetskoeffisienten og Reynolds-tallet for forskjellig høyde, lengde og hastighet.

På grunn av IT-sikkerhetsproblemer opplever mange brukere for øyeblikket problemer kjører NASA Glenn pedagogiske appletter. Applettene oppdateres sakte, men det er en langvarig prosess. Hvis du er kjent med Java Runtime Environments (JRE), kan det være lurt å prøve å laste ned appleten og kjøre den i et integrert utviklingsmiljø (IDE ) som Netbeans eller Eclipse. Følgende er veiledninger for å kjøre Java-applets på begge IDE:
Netbeans
Eclipse

Enheter: Planet: Høydelengde

Beregn

Vennligst skriv inn høyde-, hastighets- og lengdeskala

Inngang
feet
mph
feet

Output
Speed / Mach Number
Speed
Sound Speed
Dynamic Press
Mach #
Kompressibilitet
P statisk
P totalt
T statisk
T totalt
Viskositet
Tetthet
Dynamic Coef.
Kinematic Coef.
Reynold «s #

For å endre inngangsverdier, Klikk på inngangsboksen (svart på hvitt), tilbaketasten over inngangsverdien, skriv inn din nye verdi, og trykk Enter-tasten på tastaturet (dette sender din nye verdi til programmet). Du vil se utgangsboksene (gul på svart) endre verdi. Du kan bruke enten Imperial eller metriske enheter, og du kan skrive inn enten Mach-nummeret eller hastigheten ved å bruke menyknappene. Bare klikk på menyknappen og klikk på ditt valg. inwhite on blue boxes. Hvis du er en erfaren bruker av denne kalkulatoren, kan du bruke en slak versjon av programmet som lastes raskere på datamaskinen din og inkluderer ikke disse instruksjonene. Du kan også laste ned din egen kopi av programmet for å kjøre offline ved å klikke på denne knappen:

For noen problemer kan vi dele Reynolds på lengdeskalaen for å oppnå Reynolds-tallet per fot Ref. Dette er gitt av:

Ref = V / nu

The Reynolds antall per fot (eller per meter) er åpenbart ikke et ikke-dimensjonalt tall som Reynolds-nummeret. Du kan bestemme Reynolds-antallet per fot ved hjelp av kalkulatoren ved å spesifisere lengdeskalaen til å være 1 fot.

Aktiviteter:
Guidet Turer

Navigering ..


Startside for nybegynnere

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *