Arrasto Aerodinâmico: Características Gerais

Em dinâmica de fluidos o arrasto (algumas vezes chamada a resistência do ar, ou do fluido) refere-se a forças que atuam sobre um sólido objeto na direção relativa do fluido de velocidade de fluxo.  Ao contrário de outras forças de resistência, como seco de atrito, é quase independente da velocidade. Elas dependem da velocidade. Forças de arrasto sempre diminuem a velocidade do fluido em relação ao objeto sólido do caminho.

Arrasto Aerodinâmico: Características Gerais

Exemplos De Arrasto

Exemplos de arrasto incluem o componente do líquido aerodinâmica ou hidrodinâmica da força agindo oposta à direção do movimento do objeto sólido em relação para a Terra. Como acontece em carros, aviões e cascos de barcos, ou em elementos que atuam na mesma direção do movimento geográfico, tal como para uma vela em um barco a favor do vento. No caso do arrastamento viscoso de fluido em tubo força de arrasto, no tubo imóvel diminui a velocidade do fluido em relação ao tubo.

Exemplos De Arrasto

Tipos De Arrasto

O arrasto parasita é usado na aerodinâmica. Para o fluxo ao redor de corpos rombudos, arrasto é dominando, e então o qualificado como “parasita”. Arrastar forma, atrito e arrasto de interferência em corpos rombudos não são cunhados como sendo elementos de “arrasto parasita”, mas diretamente como elementos de efeito.

Além disso, elevadores induzem por arrasto relevante quando asas ou corpo de elevação estão presentes, portanto geralmente discutidos tanto na perspectiva de aviação de arrasto, como na elaboração de cascos planos. Arrasto de onda ocorre quando um objeto sólido está em movimento por meio de fluído perto da velocidade do som.

A alta velocidade é caracterizada por um número adimensional chamado coeficiente de arrasto, calculado utilizando a equação de arrasto. Assumindo um coeficiente mais ou menos constante, o arrasto irá variar com o quadrado da velocidade. Assim, a potência resultante necessária para vencer esta resistência varia com o cubo da velocidade. A equação padrão de arrasto é uma metade do coeficiente de arrasto do líquido ser multiplicado pela densidade de massa, a área da secção transversal do item especificado e o quadrado da velocidade.

Resistência do vento é um termo leigo para arrastar. Possui uso vago, normalmente usado em um sentido relativo.

Arrasto Em Alta Velocidade

A equação de arrasto calcula a força experimentada por objeto em movimento por meio de um fluido de velocidade relativamente grande, também chamado arrasto quadrática. A equação é atribuída ao Lord Rayleigh, que originalmente usou L2 no lugar de A (L sendo algum comprimento). A força sobre um objeto em movimento ao líquido é a seguinte:

A superfície de referência é frequentemente a projeção ortogonal do objeto sobre plano perpendicular à direção do movimento, por exemplo, para objetos com forma simples, tal como esfera, isto é, a secção transversal área. Por vezes, as áreas de referência diferentes são dadas para o mesmo objeto.

No caso de uma asa, a comparação da resistência à força de elevação é mais fácil quando as superfícies de referência são as mesmas uma vez que então à relação de arrasto para elevar a força é simplesmente proporção de arrasto para levantar o coeficiente.

Para objetos com superfície lisa e pontos não fixos de separação da esfera ou cilindro circular, o coeficiente de arrasto pode variar, mesmo até para valores muito altos.

Para que objeto com pontos bem definidos de separação fixos, como um disco circular com o plano normal à direção do fluxo, o coeficiente de arrasto é constante para R > 3.500. Além disso, o coeficiente de arrasto em geral funciona em função da orientação do fluxo em relação ao objeto.

A energia necessária para empurrar um objeto através do fluido aumenta como o cubo da velocidade. Um carro de cruzeiro em uma estrada a 50mph (80 km / h) pode exigir apenas 10 cavalos de potência para superar a resistência do ar. Com a duplicação da velocidade de arrasto se quadruplica a fórmula. Exercendo quatro vezes a força ao longo da distância fixa se produz quatro vezes mais de trabalho. Ao dobro da velocidade (resultando no deslocamento ao longo de uma distância fixa) é feito duas vezes mais rápido. Dado que a energia é a taxa de fazer o trabalho, quatro vezes o trabalho feito na metade do tempo requer oito vezes o poder.

Velocidade Terminal

A velocidade em função do tempo para um objeto cai através de meio não denso. Libertada a zero em relação velocidade v = 0 no instante t = 0. A tangente hiperbólica tem limite de valor de um, para o período de grandes t. Em outras palavras, a velocidade se aproxima de valor máximo da chamada do terminal de “v” e “t”.

Velocidade terminal é maior para criaturas maiores e, portanto, potencialmente mais mortal. Uma criatura tal como um rato que cai na sua velocidade terminal é muito mais provável a sobrevivência de impacto com o solo do que o humano. Um animal pequeno, como grilo impactando a sua velocidade terminal será provavelmente ileso. Isto, combinado com a proporção relativa de área do ramo transversal versus massa corporal explica por que os animais de pequeno porte possam cair de altura grande e não ser prejudicada.

Na equação para a resistência viscosa ou arrastar linear de objetos ou partículas que se deslocam através de fluido a velocidade relativamente lenta quando não existe turbulência. Para o caso especial de pequenos objetos esféricos existe deslocamento através de um viscoso líquido.

Arrasto Em Aerodinâmica

Arrasto que ocorre como resultado da criação de elevador sobre tridimensional do corpo de elevação, tais como a asa ou fuselagem de avião. Arrasto induzido consiste de dois componentes principais, incluindo à criação de vórtices e a presença de arrastamento viscoso adicional. Os vórtices no fluxo de campo, presentes na sequência de um corpo de elevação, são provenientes da mistura turbulenta de ar que varia a pressão sobre as superfícies superiores e inferiores do corpo, que é uma condição necessária para a criação do movimento do elevador.

Quando o elevador gerado por um corpo aumenta, o mesmo acontece com o arrastar induzido. Para uma aeronave em voo, isto significa que quando o ângulo do coeficiente de sustentação aumenta até ao ponto de tenda, o mesmo acontece com o arrasto induzido por elevadores.

Artigo Escrito Por Renato Duarte Plantier