Tecnologia / Guida tecnica
Resistenza indotta e di profilo: modelli di sezione e ad apertura finita
La resistenza si può descrivere con meccanismi e ambiti di modellazione diversi. La risposta viscosa di una sezione e l'effetto del flusso indotto da una superficie portante finita non sono contributi identici. La loro separazione deve restare compatibile con i dati e il modello usati, per evitare doppi conteggi.
Specificare la rappresentazione prima di aggiungere termini di resistenza.
Una polare bidimensionale di sezione, una formula di ala finita e un modello di quantità di moto della pala rotante conservano informazioni diverse. I loro coefficienti possono usare simboli simili pur rappresentando geometrie e grandezze di riferimento diverse.
01 / Contributo di profilo
Taglio superficiale ed effetti legati alla pressione restano distinti.
In una descrizione viscosa di sezione, l'attrito superficiale deriva dallo sforzo tangenziale alla parete, mentre la resistenza legata alla pressione riflette la distribuzione di pressione e la scia.
In una descrizione viscosa di sezione, l'attrito superficiale deriva dallo sforzo tangenziale alla parete, mentre la resistenza legata alla pressione riflette la distribuzione di pressione e la scia. La resistenza di profilo raggruppa comunemente questi contributi di sezione secondo una convenzione dichiarata.
La panoramica NASA sulla resistenza distingue diversi meccanismi aerodinamici. Un solo Cd costante non ne rivela le proporzioni e la resistenza di profilo non è necessariamente indipendente da portanza o angolo. Un cambiamento dello stato dello strato limite può modificare la risposta della sezione anche a geometria visibile invariata.
02 / Apertura finita
Una superficie portante modifica il campo di velocità circostante.
Una superficie portante finita genera un campo di flusso tridimensionale.
Una superficie portante finita genera un campo di flusso tridimensionale. La componente indotta può inclinare la forza aerodinamica locale rispetto a una direzione designata del campo lontano, producendo un contributo di resistenza indotta nella rappresentazione classica dell'ala portante.
Una sezione bidimensionale ideale omette quella geometria completa ad apertura finita. È un motivo per cui una polare di sezione non si può trattare semplicemente come un'ala finita o un rotore completi. La guida alle polari mantiene esplicito l'ambito dei dati di sezione.
03 / Relazione classica
Una formula di coefficienti alari ha una propria geometria.
Per il modello classico applicabile di ala finita, il coefficiente di resistenza indotta è Cdi = CL²/(π AR e), dove AR è il quadrato dell'apertura diviso per l'area alare di riferimento ed e rappresenta il termine di efficienza dell'apertura in tale convenzione.
Per il modello classico applicabile di ala finita, il coefficiente di resistenza indotta è Cdi = CL²/(π AR e), dove AR è il quadrato dell'apertura diviso per l'area alare di riferimento ed e rappresenta il termine di efficienza dell'apertura in tale convenzione. NASA spiega questa relazione per ali portanti.
Qui CL è il coefficiente di portanza dell'ala completa, non un Cl arbitrario di sezione inserito senza un modello compatibile. Area, apertura e distribuzione della portanza della formula vanno considerate insieme. Non fornisce un coefficiente universale di resistenza indotta per una pala rotante né un valore reale di e.
04 / Scalatura condizionata
La dipendenza quadratica è un confronto ristretto.
Con AR ed e fissi in quel modello, raddoppiare CL dà un Cdi quattro volte maggiore.
Con AR ed e fissi in quel modello, raddoppiare CL dà un Cdi quattro volte maggiore. È una scalatura del coefficiente, non la quadruplicazione di ogni contributo di resistenza. Un termine di profilo può avere contemporaneamente una propria dipendenza da angolo e condizioni.
Una coppia ipotetica Cdi = 0.02 e 0.08 illustra tale quadruplicazione, ma non identifica ali, rotori o misurazioni. Una relazione parabolica della resistenza adattata ai dati può combinare effetti specifici in un intervallo; la sua esistenza non dimostra che tutti i termini restino validi attraverso la separazione o cambiamenti operativi arbitrari.
05 / Rappresentazione del rotore
La velocità indotta può già entrare nel calcolo locale.
Un modello di pala rotante può rappresentare l'induzione attraverso il flusso visto dalle sezioni e la relazione della quantità di moto.
Un modello di pala rotante può rappresentare l'induzione attraverso il flusso visto dalle sezioni e la relazione della quantità di moto. Correzioni di estremità e trattamenti della scia aggiungono le proprie ipotesi. Aggiungere un termine indotto separato dell'ala completa senza verificare tale rappresentazione può conteggiare due volte effetti correlati.
La guida BEM spiega l'accoppiamento fra forze e flusso, mentre la guida esistente a estremità e radice spiega l'ambito delle correzioni. Né un fattore di induzione né una correzione di pala finita vanno rinominati perdita di efficienza elettrica misurata.
06 / Ambito delle perdite
La resistenza aerodinamica non è dissipazione del convertitore.
Un contributo di forza influenza il carico aerodinamico e lo scambio di energia meccanica nell'ambito del suo modello.
Un contributo di forza influenza il carico aerodinamico e lo scambio di energia meccanica nell'ambito del suo modello. Le perdite negli avvolgimenti, magnetiche, nei cuscinetti e nel convertitore appartengono ad ambiti fisici distinti. Un coefficiente di resistenza di sezione non determina tutti questi termini a valle.
Qui non vengono assegnati una ripartizione della resistenza di profilo di sezione MARSTON, un fattore di efficienza dell'apertura, una curva della resistenza indotta o un risultato di ottimizzazione. La pagina distingue i modelli senza rimodellare pale, selezionare coefficienti o affermare che una formula della resistenza predica la potenza reale della macchina.
Guide tecniche correlate: Polari di profilo alare: portanza, resistenza e condizioni dei dati di sezione · Transizione dello strato limite della pala: flusso laminare e turbolento · Momento aerodinamico, centro di pressione e cambiamenti di riferimento.
Informazioni generali: NASA Glenn: meccanismi distinti della resistenza aerodinamica · NASA Glenn: coefficiente indotto classico dell'ala finita. Questi riferimenti spiegano concetti del settore; sono distinti dai documenti MARSTON di prodotto e di progetto applicabili.
Concetti e condizioni fondamentali.
Leggere ogni grandezza insieme al riferimento, alle unità e alle condizioni dichiarate. Una relazione generale non stabilisce un valore specifico di un modello.
| Concetto / grandezza | Significato / relazione | Condizioni / limiti |
|---|---|---|
| Resistenza di profilo | Contributo viscoso di sezione definito | Possono partecipare attrito superficiale ed effetti legati alla pressione. |
| Effetto indotto | Contributo di flusso di una superficie portante finita | Contano direzione di riferimento e geometria. |
| Cdi classico | CL²/(π AR e) | Modello di ala completa e riferimenti compatibili. |
| Allungamento alare | Apertura²/area alare di riferimento | Non è semplicemente il diametro del rotore diviso per la corda della pala. |
| Induzione del rotore | Relazione fra flusso e carico | Verificare cosa è incluso prima di aggiungere un altro contributo. |
Domande ingegneristiche.
La resistenza di profilo è sempre costante al variare della portanza?
No. L'angolo della sezione e lo stato del flusso possono modificarlo.
Una polare bidimensionale può includere ogni effetto dell'ala finita?
No. L'ambito del modello esclude la geometria completa ad apertura finita.
Il Cl locale della pala può sostituire il CL dell'ala completa nella formula alare?
Non senza un modello compatibile e una definizione dei riferimenti.
Raddoppiare CL quadruplica tutta la resistenza?
Solo il coefficiente indotto dichiarato scala così, con AR ed e fissi.
Perché aggiungere a BEM un termine indotto alare può essere problematico?
Effetti indotti correlati possono essere già rappresentati nel calcolo del flusso locale.
La resistenza aerodinamica determina l'efficienza elettrica?
No. Gli ambiti delle perdite meccaniche ed elettriche a valle restano distinti.
Richiesta tecnica
Discutere la questione tecnica.
La resistenza si può descrivere con meccanismi e ambiti di modellazione diversi. Condividi il modello e le informazioni operative o progettuali applicabili per una discussione ingegneristica.