¿Por qué los vehículos no se enfrentan como pelotas de golf?

Los cazadores de mitos cubrieron este. Descubrieron un ahorro significativo de combustible a velocidad constante. Suponiendo que sus hallazgos sean correctos, solo puedo suponer que la técnica no se usa por razones estéticas, es decir, pocas personas querrían conducir un automóvil que parece haber tenido múltiples accidentes y abolladuras.

Clases principales de resistencia : dos factores principales de resistencia son la fricción y la separación del flujo. Este arrastre por fricción es dominante en la forma aerodinámica y el arrastre por presión (arrastre debido a la separación del flujo) es dominante en el cuerpo romo.

Formas de reducir la fricción y el arrastre de presión: el flujo turbulento tiene más impulso que el flujo laminar, por lo que reducen la separación del flujo, por lo que se reduce el arrastre de presión, que es la causa principal del arrastre en el cuerpo bluff. Entonces, dicho mecanismo se usa en las bolas de golf (¡ya que la bola de golf es esférica, no hay forma de simplificarla!). En los cuerpos aerodinámicos, el arrastre por fricción se puede reducir aumentando la suavidad de la superficie.

Por qué los vehículos no están en boxes:El automóvil no es un cuerpo completo de farol (la longitud del automóvil es más que la altura) y no es un buen cuerpo aerodinámico (la longitud del automóvil no es mucho más que la altura). Por lo general, el arrastre por presión causa más arrastre que el arrastre por fricción superficial en la mayoría de los flujos. Si ponemos picaduras en los autos, eso puede conducir a la separación del flujo y aumentar la resistencia. La estructura del automóvil se puede simplificar fácilmente al evitar la separación del flujo. Eso se puede archivar aumentando la inclinación de las gafas laterales delanteras y traseras. Podemos reducir el arrastre por fricción de la piel usando una superficie de cuerpo lisa o una superficie pintada. Si considera alguna parte del automóvil donde puede ocurrir una separación, por ejemplo, las esquinas convexas de la superficie del automóvil donde los hoyuelos pueden reducir la resistencia. El costo de fabricación y mantenimiento del vehículo aumentará si los vehículos se enfrentan. Pero la razón principal es que el polvo puede acumularse en esos agujeros y aumenta el peso y el propósito de esos hoyuelos. (Por favor, tenga en cuenta que la aerodinámica del cuerpo bluff y el cuerpo aerodinámico es diferente)

Si desea obtener más información sobre las técnicas de redacción de arrastre en automóviles, este artículo de revisión es bueno.

http://www.ijens.org/Vol_14_I_02/145302-6868-IJMME-IJENS.pdf

Tiene que ver con el tamaño. Para objetos pequeños y de movimiento lento, las fuerzas viscosas tienen más peso en comparación con las fuerzas de inercia. Además, la capa de aire cercana a la superficie de un objeto que se mueve a través del aire tiene una estructura diferente. Los hoyuelos en una pelota de golf harán que esta capa se asemeje a la de objetos más grandes y ayudarán a que el flujo se asemeje al que rodea a objetos más grandes como un automóvil al reducir el área de flujo separado en la parte trasera del objeto. Un automóvil es lo suficientemente grande como para que no se beneficie de los hoyuelos como lo hace una pelota de golf.

Antecedentes de la física

La relación de fuerzas inerciales y viscosas se expresa mediante el número de Reynolds . La capa cercana al cuerpo del objeto en movimiento, donde la velocidad del aire varía entre la velocidad del cuerpo y la velocidad del flujo exterior, se denomina capa límite . El perfil de velocidad de esta capa límite es casi triangular con números de Reynolds bajos (hasta 400 000 en flujo no acelerado, por lo que el valor bajo es bastante relativo), y no se puede observar ningún movimiento transversal. Esto se llama flujo laminar . A números de Reynolds más altos, se desarrollan oscilaciones y el flujo pasa a uno con movimiento transversal, lo que ayuda a cambiar la energía del movimiento a las capas de flujo cercanas al cuerpo. En consecuencia, el perfil de velocidad de la capa límite se vuelve mucho más completo. Esto se llama flujo turbulento.

Cuando fluye alrededor de un cuerpo, la capa límite laminar hará que el flujo se separe justo después de pasar por el diámetro más grande del cuerpo, lo que provocará un arrastre de presión masivo en la parte del cuerpo que mira hacia atrás. La reactivación de la capa límite turbulenta retrasa esta separación, provocando menos resistencia. Los hoyuelos en una pelota de golf promueven una transición más temprana al flujo turbulento y, por lo tanto, reducen el arrastre de presión de la pelota de golf, para que pueda volar más lejos.

En un automóvil, el tamaño es lo suficientemente grande como para desarrollar una capa límite turbulenta desde el principio. Los hoyuelos no ayudarían, pero aumentarían ligeramente la resistencia.