Alakellenállási együttható

A formaellenállási együttható , a CSF ( angolul légellenállási tényező ) egy dimenzió nélküli mennyiség, amely meghatározza a közeg reakcióját a benne lévő test mozgására (vagy egy testet a benne lévő közeg mozgására).

A KSF-et kísérleti úton határozzák meg szél- és hidrodinamikai alagutakban , vagy számítják ki modellezéssel.

Képletek

Amikor empirikusan megkapjuk, a CSF-et a képlet alapján számítjuk ki

$C_{f}={\frac {2F}{\rho v^{2}S)),$

ahol

C_{f}

a méret nélküli alakellenállási együttható ,

F

- kísérletileg kapott erő , Newton,

\rho

- a közeg sűrűsége , kg/ m3 ,

v

— az áramlás sebessége (vagy a test az áramlásban), m/s,

S

az áramlásra merőleges jellemző terület, m2 ; hosszúkás testeknél a test térfogatának függvényében vesszük: .

S

S=V^{{2/3}}

Egy bizonyos alakra vonatkozó együttható ismerete lehetővé teszi, hogy pontosan kiszámítsuk (hasonló áramlási körülmények között) az azonos méretű, arányosan, geometriájú testek közegének dinamikus nyomásával szembeni ellenállási erőt különböző sebességeknél. A formai függés a hangsebesség mintegy 0,8-0,9-ig működik a vizsgált közegben, de még pontosabban a kísérlethez közeli sebességtartományban. Nem ritka, hogy táblázatos függőségeket építenek ki a sebességtől, különösen a dinamikusan meredek szakaszokon, például a transzonikus sebességtartományban.

Az együttható nem veszi figyelembe a felületi hatásokat, és az eredetihez hasonló vagy azonos felületi tulajdonságú mintán kell meghatározni.

A meglévő együtthatóval az ellenállási erőt a fordított képletekkel kapjuk meg:

F=C_{f}{\dfrac {\rho v^{2}}{2}}S

(nem megnyúlt testekhez);

F=C_{f}{\dfrac {\rho v^{2}}{2}}V^{{2/3}}

(a mozgáshoz képest hosszúkás testekhez).

A képleteket nagyon körültekintően kell használni nagyon kis méretű testekhez és áramlási szakaszokhoz, valamint nagy viszkozitású közegekhez, mivel kis méreteknél és nagy viszkozitásoknál erős a felületközeli hatások hatása.

Példák a CSF-re egyes űrlapokhoz

a nyomtatvány	c f
Szféra	0,47
Kúp 2:1 (pont az áramlásig)	0,50
Kocka (felülettől áramlásig)	1.05
Henger (hossza két átmérővel, végtől menetig)	0,82
Hosszúkás könnycsepp test	0,04