Akışkanlar dinamiği alanında, sürükleme katsayısı (genellikle , veya olarak gösterilir), bir nesnenin hava veya su gibi bir akışkan ortamında maruz kaldığı sürükleme veya direnç miktarını belirlemek için kullanılan bir boyutsuz niceliktir. Sürükleme denkleminde kullanılır ve daha düşük bir sürükleme katsayısı, nesnenin daha az aerodinamik veya hidrodinamik sürüklemeye sahip olacağını ifade eder. Sürükleme katsayısı her zaman belirli bir yüzey alanına bağlı olarak değerlendirilir.
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTh6THpNM0x6RTBhV3htTVd3dWMzWm5Mekl5TUhCNExURTBhV3htTVd3dWMzWm5MbkJ1Wnc9PS5wbmc=.png)
Herhangi bir nesnenin sürükleme katsayısı, akışkan dinamiği sürüklemesine katkıda bulunan iki temel bileşenin etkilerini içerir: (İng. skin friction) ve (İng. form drag). Kaldırıcı bir kanat profili veya hidrofilin sürükleme katsayısı, ayrıca kaldırma kaynaklı sürükleme (İng. lift-induced drag) etkilerini de içerir. Bir uçak gibi komple bir yapının sürükleme katsayısı, aynı zamanda etkileşim sürüklemesi (İng. interference drag) etkilerini de içerir.
Tanım
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTh3THpBMUwwaHZaWEp1WlhKZlpteDFhV1JmWkhsdVlXMXBZMTlrY21GblgyTnZaV1ptYVdOcFpXNTBjeTV6ZG1jdk1qSXdjSGd0U0c5bGNtNWxjbDltYkhWcFpGOWtlVzVoYldsalgyUnlZV2RmWTI5bFptWnBZMmxsYm5SekxuTjJaeTV3Ym1jPS5wbmc=.png)
Sürükleme katsayısı şu şekilde tanımlanır:
burada:
, tanım gereği akış hızı yönündeki kuvvet bileşeni olan sürükleme kuvvetidir;
, akışkanın kütle yoğunluğudur;
, nesnenin akışkana göre akış hızıdır;
, referans alandır.
Referans alanı, hangi tür sürükleme katsayısının ölçüldüğüne bağlı olarak değişir. Otomobiller ve birçok diğer nesne için referans alanı, aracın projeksiyonlu ön alanıdır. Bu, kesit alanının nereden alındığına bağlı olarak aracın kesit alanı olmak zorunda değildir. Örneğin, bir küre için eşittir (bu, yüzey alanı olan
değildir).
Kanat profilleri için referans alanı nominal kanat alanıdır. Bu alan, genellikle ön alana kıyasla büyük olduğundan, ortaya çıkan sürükleme katsayıları, aynı sürükleme kuvveti, ön alan ve hız değerlerine sahip bir arabaya göre oldukça düşük olur.
Zeplinler ve bazı dönel cisimler için hacimsel sürükleme katsayısı kullanılır ve referans alanı, zeplin hacminin karesidir. Suya batmış akıcı şekilli cisimler ise ıslak yüzey alanını referans alır.
Aynı referans alanına sahip ve bir akışkan içinde aynı hızda hareket eden iki nesne, sürükleme katsayılarına orantılı bir sürükleme kuvvetine maruz kalır. Akıcı şekilli olmayan nesnelerin sürükleme katsayıları 1 veya daha fazla olabilirken, akıcı şekilli nesnelerin katsayıları çok daha düşük değerlerde olur.
Yukarıda belirtilen sürükleme katsayısının geleneksel tanımı olmasına rağmen, literatürde başka tanımlarla da karşılaşılabileceği unutulmamalıdır. Bunun nedeni, geleneksel tanımın en anlamlı olduğu yerin Newton rejimi olmasıdır; bu, yüksek Reynolds sayısında meydana gelen durumlardır ve bu durumda sürüklemeyi nesnenin ön alanına giren momentum akısına göre ölçeklendirmek mantıklıdır. Ancak, başka akış rejimleri de bulunmaktadır. Özellikle çok düşük Reynolds sayısında, sürükleme kuvvetini nesnenin hızının karesi yerine, hızı ile çarpılan bir sürükleme katsayısı ile orantılı olarak yazmak daha doğaldır. Böyle bir rejimin bir örneği, aerosol partiküllerinin, örneğin duman partiküllerinin, hareketliliğinin incelenmesidir. Bu durum, elbette, "sürükleme katsayısı"nın farklı bir resmi tanımına yol açar.
Cauchy momentum denklemi
Cauchy momentum denkleminin boyutsuz formunda, yüzey sürükleme katsayısı veya yüzey sürtünme katsayısı (İng. skin-friction coefficient) sürükleme kuvvetine dik alan referans alınarak ifade edilir ve bu nedenle katsayı yerel olarak şu şekilde tanımlanır:
burada:
, yerel kayma gerilmesi olup, tanım gereği yerel akış hızı yönündeki gerilme bileşenidir;
, akışkanın yerel ;
, akışkanın yerel kütle yoğunluğudur;
, akışkanın yerel akış hızıdır.
Arka plan
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgxTHpVMkwwTmtYMlpzWVhSZmNHeGhkR1V1YzNabkx6SXdNSEI0TFVOa1gyWnNZWFJmY0d4aGRHVXVjM1puTG5CdVp3PT0ucG5n.png)
ve alt yapıdaki kuvvet
Sürükleme denklemi
temelde, herhangi bir nesne üzerindeki sürükleme kuvvetinin, akışkanın yoğunluğu ve nesne ile akışkan arasındaki göreceli akış hızının karesi ile orantılı olduğunu ifade eder. faktörü, akışkanın gelir ve bu, kinetik enerji yoğunluğuna eşittir.
değeri sabit değildir ve akış hızı, akış yönü, nesnenin konumu, nesne boyutu, akışkan yoğunluğu ve akışkanın viskozitesi gibi faktörlere bağlı olarak değişir. Hız, kinematik viskozite ve nesnenin karakteristik , Reynolds sayısı
olarak adlandırılan boyutsuz bir büyüklükte birleştirilir. Böylece
,
'nin bir fonksiyonudur. Sıkıştırılabilir bir akışta, ses hızı önemli olup
aynı zamanda Mach sayısı
'nın da bir fonksiyonudur.
Belirli cisim şekilleri için, sürükleme katsayısı yalnızca Reynolds sayısı
, Mach sayısı
ve akış yönüne bağlıdır. Düşük Mach sayılarında
, sürükleme katsayısı Mach sayısından bağımsızdır. Ayrıca, Reynolds sayısı
ile pratik bir ilgi aralığında değişim genellikle küçüktür, otoyol hızındaki arabalar ve seyir hızındaki uçaklar için gelen akış yönü de aşağı yukarı aynıdır. Bu nedenle, sürükleme katsayısı
genellikle sabit olarak kabul edilebilir.
Akıcı şekilli bir cismin düşük sürükleme katsayısına ulaşması için, cismin etrafındaki mümkün olduğunca uzun süre yüzeye yapışık kalmalı ve bu da (İng. wake) dar olmasına neden olmalıdır. Yüksek şekil sürüklemesi (İng. form drag) geniş bir kuyruk oluşturur. Cismin etrafındaki akışın Reynolds sayısı yeterince büyükse, sınır tabaka laminerden türbulansa geçer. Daha yüksek hızlar, daha büyük cisimler ve daha düşük viskoziteler daha büyük Reynolds sayılarına katkıda bulunur.
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTlsTDJVM0wwUnlZV2RmWTI5bFptWnBZMmxsYm5SZmIyNWZZVjl6Y0dobGNtVmZkbk11WDFKbGVXNXZiR1J6WDI1MWJXSmxjbDh0WDIxaGFXNWZkSEpsYm1SekxuTjJaeTh5TWpCd2VDMUVjbUZuWDJOdlpXWm1hV05wWlc1MFgyOXVYMkZmYzNCb1pYSmxYM1p6TGw5U1pYbHViMnhrYzE5dWRXMWlaWEpmTFY5dFlXbHVYM1J5Wlc1a2N5NXpkbWN1Y0c1bi5wbmc=.png)
•2: yapışık akış (Stokes akışı) ve ayrılmış akış,
•3: ayrılmış kararsız akış, ayırma noktasının yukarısında laminer akış olan ve bir (İng. vortex street) üreten akış,
•4: ayrılmadan önce yukarı akış tarafında laminer sınır tabakası ile ayrılmış kararsız akış, kürenin arkasında kaotik türbülanslı kuyruk,
•5: kritik nokta sonrası türbülanslı sınır tabakası ile ayrılmış akış.
Küçük parçacıklar gibi diğer nesneler için, sürükleme katsayısı 'nin sabit olduğunu varsaymak artık mümkün değildir; kesinlikle Reynolds sayısının bir fonksiyonudur.
Düşük Reynolds sayısında, cismin etrafındaki akış türbülansa geçmez, yüzeyden ayrıldığı noktaya kadar laminer kalır. Çok düşük Reynolds sayılarında, akış ayrılmadan, sürükleme kuvveti
yerine
ile orantılıdır; bir küre için bu olarak bilinir. Küçük cisimler, düşük hızlar ve yüksek viskoziteli akışkanlar için Reynolds sayısı düşük olacaktır.
Tüm akışkanın cisme çarptığı ve cismin tüm ön yüzeyinde (İng. stagnation pressure) oluşturduğu bir durumda değeri 1 olurdu. Üstteki şekil, akışın sağdan geldiği ve plakada durduğu düz bir plakayı gösterir. Solundaki grafik, yüzey boyunca eşit basıncı gösterir. Gerçek bir düz plakada, akışkan kenarların etrafında dönmelidir ve tam durgunluk basıncı yalnızca merkezde bulunur, kenarlara doğru azalır. Yalnızca ön yüzeyi dikkate alırsak, gerçek bir düz plakanın
değeri 1'den küçük olur; bunun dışında, arka tarafta emiş olacaktır: negatif basınç (çevreye göre). Gerçek bir kare düz plakanın akışa dik genel
değeri genellikle 1.17 olarak verilir. Bazı şekiller için akış desenleri ve dolayısıyla
, Reynolds sayısı ve yüzeylerin pürüzlülüğü ile değişebilir.
Sürükleme katsayısı örnekleri
Genel
Genel olarak, belirli bir cisim şekli için mutlak bir sabit değildir. Hava akış hızıyla (ya da daha genel olarak Reynolds sayısı
ile) değişir. Örneğin, pürüzsüz bir kürenin
değeri, laminer akış için yüksek değerlerden türbülanslı akış için 0.47'ye kadar değişir. Sürükleme katsayısı
arttıkça azalırken, sürükleme kuvveti artar.
cd | Öğe |
---|---|
0.001 | Akışa paralel laminer düz plaka ( |
0.005 | Akışa paralel türbülanslı düz plaka ( |
0.1 | Pürüzsüz küre ( |
0.47 | Pürüzlü küre ( |
0.81 | Üçgen trapez (45°) |
0.9-1.7 | Üçgen tabanlı trapez (45°) |
0.295 | Mermi (subsonik hızda, ojiv olmayan) |
1.0–1.1 | Kayakçı |
1.0–1.3 | Tel ve kablolar |
1.0–1.3 | Yetişkin insan (dik duruş) |
1.1-1.3 | Kayakla atlayıcı |
1.28 | Akışa dik düz plaka (3D) |
1.3–1.5 | Empire State Binası |
1.8–2.0 | Eiffel Kulesi |
1.98–2.05 | Akışa dik uzun düz plaka (2D) |
Uçaklar
Yukarıda belirtildiği gibi, uçaklar hesaplamalarında kanat alanlarını referans alan olarak kullanırken, otomobiller (ve birçok diğer nesne) projeksiyonlu ön alanı kullanır; dolayısıyla, bu araç sınıfları arasında katsayılar doğrudan karşılaştırılamaz. Havacılık endüstrisinde, sürükleme katsayısı bazen sürükleme birimleriyle (İng. drag count) ifade edilir; burada 1 = 0.0001
’dir.
cd | Sürükleme birimi | Uçak türü |
---|---|---|
0.021 | 210 | F-4 Phantom II (subsonik) |
0.022 | 220 | Learjet 24 |
0.024 | 240 | Boeing 787 |
0.0265 | 265 | Airbus A380 |
0.027 | 270 | Cessna 172/182 |
0.027 | 270 | Cessna 310 |
0.031 | 310 | Boeing 747 |
0.044 | 440 | F-4 Phantom II (süpersonik) |
0.048 | 480 | F-104 Starfighter |
Otomobil
Künt ve akıcı şekilli cisim akışları
Kavram
Bir akışkan ve bir cisim arasındaki kuvvet, göreceli hareket olduğunda, yalnızca normal basınç ve teğetsel sürtünme gerilmeleriyle iletilebilir. Dolayısıyla, tüm cisim için, yaklaşan akışkan hareketi ile aynı doğrultuda olan kuvvetin sürükleme bileşeni, sürtünme sürüklemesi (viskoz sürükleme, İng. frictional drag/viscous drag) ve basınç sürüklemesinden (şekil sürüklemesi, İng. pressure drag/form drag) oluşur. Toplam sürükleme ve bileşen sürükleme kuvvetleri şu şekilde ilişkilendirilebilir:
burada:
, cismin planform alanı,
, cismin ıslak yüzey alanı,
, basınç sürükleme katsayısı,
, sürtünme sürükleme katsayısı,
, cismin yüzeyindeki kayma gerilmesi yönündeki birim vektör,
, akışkandan katıya doğru işaret eden, cismin yüzeyine dik yöndeki birim vektör,
, cismin yüzeyindeki kayma gerilmesi büyüklüğü,
, cisimden uzak mesafedeki basınç (bu sabit nihai sonucu etkilemez),
, yüzeydeki dS basıncı,
, serbest akış yönündeki birim vektör.
Bu nedenle, sürükleme sürtünme bileşeni tarafından baskın olduğunda, cisim akıcı şekilli cisim olarak adlandırılır; baskın basınç sürüklemesi durumunda ise, cisim künt cisim olarak adlandırılır. Böylece, cismin şekli ve hücum açısı sürükleme türünü belirler. Örneğin, bir kanat profili, üzerinden geçen akışkan tarafından küçük bir hücum açısına sahip bir cisim olarak kabul edilir. Bu, daha az basınç sürüklemesi üreten yapışık sahip olduğu anlamına gelir.
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgxTHpWaEwwUnlZV2RmWTNWeWRtVnpYMlp2Y2w5aGFYSmpjbUZtZEY5cGJsOW1iR2xuYUhRdWMzWm5Mekl5TUhCNExVUnlZV2RmWTNWeWRtVnpYMlp2Y2w5aGFYSmpjbUZtZEY5cGJsOW1iR2xuYUhRdWMzWm5MbkJ1Wnc9PS5wbmc=.png)
Üretilen (İng. wake) çok küçüktür ve sürükleme, sürtünme bileşeni tarafından baskın hale gelir. Bu nedenle, böyle bir cisim (burada bir kanat profili), akıcı şekilli olarak tanımlanırken, yüksek hücum açısında akışkan akışına sahip cisimlerde sınır tabakası ayrılması meydana gelir. Bu, genellikle kanat profilinin üst ve arka kısımlarında ters nedeniyle meydana gelir.
Bu nedenle kuyruk oluşumu meydana gelir ve bu da girdap oluşumuna ve basınç sürüklemesi nedeniyle basınç kaybına yol açar. Böyle durumlarda, kanat profili stall olur ve sürtünme sürüklemesinden daha yüksek basınç sürüklemesine sahip olur. Bu durumda cisim künt cisim olarak tanımlanır.
Akıcı şekilli bir cisim, bir balık (ton balığı) vb. veya küçük hücum açısına sahip bir kanat profili gibi görünürken, künt bir cisim bir tuğla, bir silindir veya yüksek hücum açısına sahip bir kanat profili gibi görünür. Belirli bir ön alan ve hız için, akıcı şekilli bir cisim, künt bir cisme göre daha düşük dirence sahip olacaktır. Silindirler ve küreler, yüksek Reynolds sayısında kuyruk bölgesindeki basınç bileşeninin baskın olması nedeniyle künt cisimler olarak kabul edilir.
Bu sürüklemeyi azaltmak için ya akış ayrılmasını azaltabilir ya da akışkanla temas eden yüzey alanını (sürtünme sürüklemesini azaltmak için) azaltabiliriz. Bu azalma, titreşim ve gürültü üretimini önlemek için arabalar, bisikletler vb. cihazlarda gereklidir.
Ayrıca bakınız
Notlar
- ^ Baker, W.E. (1983). Explosion Hazards and Evaluation, Volume 5. Elsevier Science. ISBN . 4 Ekim 2022 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 26 Mayıs 2024.
- ^ AARØNÆS, ANTON STADE (2014). Dynamic response of pipe rack steel structures to explosion loads (PDF). CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY. 4 Şubat 2023 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 26 Mayıs 2024.
- ^ McCormick, Barnes W. (1979). Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics. New York: John Wiley & Sons, Inc. s. 24. ISBN .
- ^ Clancy, L. J. (1975). "5.18". Aerodynamics. Wiley. ISBN .
- ^ , and Von Doenhoff, Albert E.: Theory of Wing Sections. Sections 1.2 and 1.3
- ^ "Modern Drag Equation". Wright.nasa.gov. 25 Mart 2010. 2 Mart 2011 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 7 Aralık 2010.
- ^ Clancy, L. J.: Aerodynamics. Section 11.17
- ^ Hoerner, Sighard F. (1965). Fluid-Dynamic Drag : Practical Information on Aerodynamic Drag and Hydrodynamic Resistance. 2. s. 3–17.
- ^ a b Bakınız kaldırma kuvveti ve akış yönüne dik kuvvet bileşenleri için olası açıklamalardır
- ^ a b Dünya atmosferi için hava yoğunluğu kullanılarak bulunabilir. Hava, 0°C'de ve 1 atmosfer basınçta 1.293 kg/m3 yoğunluğa sahiptir.
- ^ Clancy, L. J.: Aerodynamics. Sections 4.15 and 5.4
- ^ a b Clancy, L. J.: Aerodynamics. Section 4.17
- ^ Clift R., Grace J. R., Weber M. E.: Bubbles, drops, and particles. Academic Press NY (1978).
- ^ Briens C. L.: Powder Technology. 67, 1991, 87-91.
- ^ Haider A., Levenspiel O.: Powder Technology. 58, 1989, 63-70.
- ^
- ^ "Drag Coefficient". Engineeringtoolbox.com. 4 Aralık 2010 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 7 Aralık 2010.
- ^ "Shape Effects on Drag". NASA. 16 Şubat 2013 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Mart 2013.
- ^ Basha, W. A. and Ghaly, W. S., "Drag Prediction in Transitional Flow over Airfoils," Journal of Aircraft, Vol. 44, 2007, p. 824–32.
- ^ "Ask Us – Drag Coefficient & Lifting Line Theory". Aerospaceweb.org. 11 Temmuz 2004. 13 Aralık 2010 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 7 Aralık 2010.
- ^ "Boeing 787 Dreamliner : Analysis". Lissys.demon.co.uk. 21 Haziran 2006. 13 Ağustos 2010 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 7 Aralık 2010.
- ^ "Airbus A380" (PDF). 2 Mayıs 2005. 23 Eylül 2015 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 6 Ekim 2014.
Kaynakça
- (1975): Aerodynamics. Pitman Publishing Limited, London,
- Abbott, Ira H., and Von Doenhoff, Albert E. (1959): Theory of Wing Sections. Dover Publications Inc., New York, Standard Book Number 486-60586-8
- Hoerner, Dr. Sighard F., Fluid-Dynamic Drag, Hoerner Fluid Dynamics, Bricktown New Jersey, 1965.
- Bluff Body:
- Drag of Blunt Bodies and Streamlined Bodies: http://www.princeton.edu/~asmits/Bicycle_web/blunt.html
- Hucho, W.H., Janssen, L.J., Emmelmann, H.J. 6(1975): The optimization of body details-A method for reducing the aerodynamics drag. SAE 760185.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Akiskanlar dinamigi alaninda surukleme katsayisi genellikle cd displaystyle c mathrm d cx displaystyle c x veya cw displaystyle c rm w olarak gosterilir bir nesnenin hava veya su gibi bir akiskan ortaminda maruz kaldigi surukleme veya direnc miktarini belirlemek icin kullanilan bir boyutsuz niceliktir Surukleme denkleminde kullanilir ve daha dusuk bir surukleme katsayisi nesnenin daha az aerodinamik veya hidrodinamik suruklemeye sahip olacagini ifade eder Surukleme katsayisi her zaman belirli bir yuzey alanina bagli olarak degerlendirilir Reynolds sayisi yaklasik 104 olan akiskanlarda surukleme katsayilari Sekiller ayni projeksiyonlu on alana sahiptir Herhangi bir nesnenin surukleme katsayisi akiskan dinamigi suruklemesine katkida bulunan iki temel bilesenin etkilerini icerir Ing skin friction ve Ing form drag Kaldirici bir kanat profili veya hidrofilin surukleme katsayisi ayrica kaldirma kaynakli surukleme Ing lift induced drag etkilerini de icerir Bir ucak gibi komple bir yapinin surukleme katsayisi ayni zamanda etkilesim suruklemesi Ing interference drag etkilerini de icerir Tanim104 ile 106 arasindaki Reynolds sayilarinda soldan saga akis ile ayni projeksiyonlu on alana sahip 2D sekiller sag sutun ve 3D sekillerin sol sutun surukleme katsayilari tablosu Surukleme katsayisi cd displaystyle c mathrm d su sekilde tanimlanir cd 2Fdru2A displaystyle c mathrm d dfrac 2F mathrm d rho u 2 A burada Fd displaystyle F mathrm d tanim geregi akis hizi yonundeki kuvvet bileseni olan surukleme kuvvetidir r displaystyle rho akiskanin kutle yogunlugudur u displaystyle u nesnenin akiskana gore akis hizidir A displaystyle A referans alandir Referans alani hangi tur surukleme katsayisinin olculdugune bagli olarak degisir Otomobiller ve bircok diger nesne icin referans alani aracin projeksiyonlu on alanidir Bu kesit alaninin nereden alindigina bagli olarak aracin kesit alani olmak zorunda degildir Ornegin bir kure icin A pr2 displaystyle A pi r 2 esittir bu yuzey alani olan 4pr2 displaystyle 4 pi r 2 degildir Kanat profilleri icin referans alani nominal kanat alanidir Bu alan genellikle on alana kiyasla buyuk oldugundan ortaya cikan surukleme katsayilari ayni surukleme kuvveti on alan ve hiz degerlerine sahip bir arabaya gore oldukca dusuk olur Zeplinler ve bazi donel cisimler icin hacimsel surukleme katsayisi kullanilir ve referans alani zeplin hacminin karesidir Suya batmis akici sekilli cisimler ise islak yuzey alanini referans alir Ayni referans alanina sahip ve bir akiskan icinde ayni hizda hareket eden iki nesne surukleme katsayilarina orantili bir surukleme kuvvetine maruz kalir Akici sekilli olmayan nesnelerin surukleme katsayilari 1 veya daha fazla olabilirken akici sekilli nesnelerin katsayilari cok daha dusuk degerlerde olur Yukarida belirtilen surukleme katsayisinin geleneksel tanimi olmasina ragmen literaturde baska tanimlarla da karsilasilabilecegi unutulmamalidir Bunun nedeni geleneksel tanimin en anlamli oldugu yerin Newton rejimi olmasidir bu yuksek Reynolds sayisinda meydana gelen durumlardir ve bu durumda suruklemeyi nesnenin on alanina giren momentum akisina gore olceklendirmek mantiklidir Ancak baska akis rejimleri de bulunmaktadir Ozellikle cok dusuk Reynolds sayisinda surukleme kuvvetini nesnenin hizinin karesi yerine hizi ile carpilan bir surukleme katsayisi ile orantili olarak yazmak daha dogaldir Boyle bir rejimin bir ornegi aerosol partikullerinin ornegin duman partikullerinin hareketliliginin incelenmesidir Bu durum elbette surukleme katsayisi nin farkli bir resmi tanimina yol acar Cauchy momentum denklemiCauchy momentum denkleminin boyutsuz formunda yuzey surukleme katsayisi veya yuzey surtunme katsayisi Ing skin friction coefficient surukleme kuvvetine dik alan referans alinarak ifade edilir ve bu nedenle katsayi yerel olarak su sekilde tanimlanir cd tq 2tru2 displaystyle c mathrm d dfrac tau q dfrac 2 tau rho u 2 burada t displaystyle tau yerel kayma gerilmesi olup tanim geregi yerel akis hizi yonundeki gerilme bilesenidir q displaystyle q akiskanin yerel r displaystyle rho akiskanin yerel kutle yogunlugudur u displaystyle u akiskanin yerel akis hizidir Arka planBir plaka etrafindaki akisi gosteren durgunluk noktasi Ust yapidaki kuvvet su sekildedir F 12ru2A displaystyle F frac 1 2 rho u 2 A ve alt yapidaki kuvvet Fd 12ru2cdA displaystyle F d tfrac 1 2 rho u 2 c d A Surukleme denklemi Fd 12ru2cdA displaystyle F rm d tfrac 1 2 rho u 2 c rm d A temelde herhangi bir nesne uzerindeki surukleme kuvvetinin akiskanin yogunlugu ve nesne ile akiskan arasindaki goreceli akis hizinin karesi ile orantili oldugunu ifade eder 1 2 displaystyle 1 2 faktoru akiskanin gelir ve bu kinetik enerji yogunluguna esittir cd displaystyle c mathrm d degeri sabit degildir ve akis hizi akis yonu nesnenin konumu nesne boyutu akiskan yogunlugu ve akiskanin viskozitesi gibi faktorlere bagli olarak degisir Hiz kinematik viskozite ve nesnenin karakteristik Reynolds sayisi Re displaystyle mathrm Re olarak adlandirilan boyutsuz bir buyuklukte birlestirilir Boylece cd displaystyle c mathrm d Re displaystyle mathrm Re nin bir fonksiyonudur Sikistirilabilir bir akista ses hizi onemli olup cd displaystyle c mathrm d ayni zamanda Mach sayisi Ma displaystyle mathrm Ma nin da bir fonksiyonudur Belirli cisim sekilleri icin surukleme katsayisi cd displaystyle c mathrm d yalnizca Reynolds sayisi Re displaystyle mathrm Re Mach sayisi Ma displaystyle mathrm Ma ve akis yonune baglidir Dusuk Mach sayilarinda Ma displaystyle mathrm Ma surukleme katsayisi Mach sayisindan bagimsizdir Ayrica Reynolds sayisi Re displaystyle mathrm Re ile pratik bir ilgi araliginda degisim genellikle kucuktur otoyol hizindaki arabalar ve seyir hizindaki ucaklar icin gelen akis yonu de asagi yukari aynidir Bu nedenle surukleme katsayisi cd displaystyle c mathrm d genellikle sabit olarak kabul edilebilir Akici sekilli bir cismin dusuk surukleme katsayisina ulasmasi icin cismin etrafindaki mumkun oldugunca uzun sure yuzeye yapisik kalmali ve bu da Ing wake dar olmasina neden olmalidir Yuksek sekil suruklemesi Ing form drag genis bir kuyruk olusturur Cismin etrafindaki akisin Reynolds sayisi yeterince buyukse sinir tabaka laminerden turbulansa gecer Daha yuksek hizlar daha buyuk cisimler ve daha dusuk viskoziteler daha buyuk Reynolds sayilarina katkida bulunur Laboratuvar deneylerinden elde edilen Reynolds sayisinin Re bir fonksiyonu olarak bir kurenin surukleme katsayisi Cd Koyu cizgi puruzsuz yuzeye sahip bir kure icin acik cizgi ise puruzlu yuzey icin Cizgi boyunca sayilar birkac akis rejimini ve surukleme katsayisindaki degisiklikleri belirtir 2 yapisik akis Stokes akisi ve ayrilmis akis 3 ayrilmis kararsiz akis ayirma noktasinin yukarisinda laminer akis olan ve bir Ing vortex street ureten akis 4 ayrilmadan once yukari akis tarafinda laminer sinir tabakasi ile ayrilmis kararsiz akis kurenin arkasinda kaotik turbulansli kuyruk 5 kritik nokta sonrasi turbulansli sinir tabakasi ile ayrilmis akis Kucuk parcaciklar gibi diger nesneler icin surukleme katsayisi cd displaystyle c mathrm d nin sabit oldugunu varsaymak artik mumkun degildir kesinlikle Reynolds sayisinin bir fonksiyonudur Dusuk Reynolds sayisinda cismin etrafindaki akis turbulansa gecmez yuzeyden ayrildigi noktaya kadar laminer kalir Cok dusuk Reynolds sayilarinda akis ayrilmadan surukleme kuvveti Fd displaystyle F mathrm d v2 displaystyle v 2 yerine v displaystyle v ile orantilidir bir kure icin bu olarak bilinir Kucuk cisimler dusuk hizlar ve yuksek viskoziteli akiskanlar icin Reynolds sayisi dusuk olacaktir Tum akiskanin cisme carptigi ve cismin tum on yuzeyinde Ing stagnation pressure olusturdugu bir durumda cd displaystyle c mathrm d degeri 1 olurdu Ustteki sekil akisin sagdan geldigi ve plakada durdugu duz bir plakayi gosterir Solundaki grafik yuzey boyunca esit basinci gosterir Gercek bir duz plakada akiskan kenarlarin etrafinda donmelidir ve tam durgunluk basinci yalnizca merkezde bulunur kenarlara dogru azalir Yalnizca on yuzeyi dikkate alirsak gercek bir duz plakanin cd displaystyle c mathrm d degeri 1 den kucuk olur bunun disinda arka tarafta emis olacaktir negatif basinc cevreye gore Gercek bir kare duz plakanin akisa dik genel cd displaystyle c mathrm d degeri genellikle 1 17 olarak verilir Bazi sekiller icin akis desenleri ve dolayisiyla cd displaystyle c mathrm d Reynolds sayisi ve yuzeylerin puruzlulugu ile degisebilir Surukleme katsayisi ornekleriGenel Genel olarak cd displaystyle c mathrm d belirli bir cisim sekli icin mutlak bir sabit degildir Hava akis hiziyla ya da daha genel olarak Reynolds sayisi Re displaystyle mathrm Re ile degisir Ornegin puruzsuz bir kurenin cd displaystyle c mathrm d degeri laminer akis icin yuksek degerlerden turbulansli akis icin 0 47 ye kadar degisir Surukleme katsayisi Re displaystyle mathrm Re arttikca azalirken surukleme kuvveti artar cd Oge0 001 Akisa paralel laminer duz plaka Re lt 106 displaystyle mathrm Re lt 10 6 0 005 Akisa paralel turbulansli duz plaka Re gt 106 displaystyle mathrm Re gt 10 6 0 1 Puruzsuz kure Re 106 displaystyle mathrm Re 10 6 0 47 Puruzlu kure Re 106 displaystyle mathrm Re 10 6 0 81 Ucgen trapez 45 0 9 1 7 Ucgen tabanli trapez 45 0 295 Mermi subsonik hizda ojiv olmayan 1 0 1 1 Kayakci1 0 1 3 Tel ve kablolar1 0 1 3 Yetiskin insan dik durus 1 1 1 3 Kayakla atlayici1 28 Akisa dik duz plaka 3D 1 3 1 5 Empire State Binasi1 8 2 0 Eiffel Kulesi1 98 2 05 Akisa dik uzun duz plaka 2D Ucaklar Yukarida belirtildigi gibi ucaklar cd displaystyle c mathrm d hesaplamalarinda kanat alanlarini referans alan olarak kullanirken otomobiller ve bircok diger nesne projeksiyonlu on alani kullanir dolayisiyla bu arac siniflari arasinda katsayilar dogrudan karsilastirilamaz Havacilik endustrisinde surukleme katsayisi bazen surukleme birimleriyle Ing drag count ifade edilir burada 1 0 0001 cd displaystyle c mathrm d dir cd Surukleme birimi Ucak turu0 021 210 F 4 Phantom II subsonik 0 022 220 Learjet 240 024 240 Boeing 7870 0265 265 Airbus A3800 027 270 Cessna 172 1820 027 270 Cessna 3100 031 310 Boeing 7470 044 440 F 4 Phantom II supersonik 0 048 480 F 104 StarfighterOtomobilKunt ve akici sekilli cisim akislariKavram Bir akiskan ve bir cisim arasindaki kuvvet goreceli hareket oldugunda yalnizca normal basinc ve tegetsel surtunme gerilmeleriyle iletilebilir Dolayisiyla tum cisim icin yaklasan akiskan hareketi ile ayni dogrultuda olan kuvvetin surukleme bileseni surtunme suruklemesi viskoz surukleme Ing frictional drag viscous drag ve basinc suruklemesinden sekil suruklemesi Ing pressure drag form drag olusur Toplam surukleme ve bilesen surukleme kuvvetleri su sekilde iliskilendirilebilir cd 2Fdrv2A cp cf 2rv2A SdS p po n i cp 2rv2A SdS t i Tw cf displaystyle begin aligned c mathrm d amp dfrac 2F mathrm d rho v 2 A amp c mathrm p c mathrm f amp underbrace dfrac 2 rho v 2 A displaystyle int S mathrm d S p p o left hat mathbf n cdot hat mathbf i right c mathrm p underbrace dfrac 2 rho v 2 A displaystyle int S mathrm d S left hat mathbf t cdot hat mathbf i right T rm w c mathrm f end aligned burada A displaystyle A cismin planform alani S displaystyle S cismin islak yuzey alani cp displaystyle c mathrm p basinc surukleme katsayisi cf displaystyle c mathrm f surtunme surukleme katsayisi t displaystyle hat mathbf t cismin yuzeyindeki kayma gerilmesi yonundeki birim vektor n displaystyle hat mathbf n akiskandan katiya dogru isaret eden cismin yuzeyine dik yondeki birim vektor Tw displaystyle T mathrm w cismin yuzeyindeki kayma gerilmesi buyuklugu po displaystyle p mathrm o cisimden uzak mesafedeki basinc bu sabit nihai sonucu etkilemez p displaystyle p yuzeydeki dS basinci i displaystyle hat mathbf i serbest akis yonundeki birim vektor Bu nedenle surukleme surtunme bileseni tarafindan baskin oldugunda cisim akici sekilli cisim olarak adlandirilir baskin basinc suruklemesi durumunda ise cisim kunt cisim olarak adlandirilir Boylece cismin sekli ve hucum acisi surukleme turunu belirler Ornegin bir kanat profili uzerinden gecen akiskan tarafindan kucuk bir hucum acisina sahip bir cisim olarak kabul edilir Bu daha az basinc suruklemesi ureten yapisik sahip oldugu anlamina gelir Sifir kaldirma suruklemesi ile kaldirma kaynakli surukleme arasindaki denge iliskisi Uretilen Ing wake cok kucuktur ve surukleme surtunme bileseni tarafindan baskin hale gelir Bu nedenle boyle bir cisim burada bir kanat profili akici sekilli olarak tanimlanirken yuksek hucum acisinda akiskan akisina sahip cisimlerde sinir tabakasi ayrilmasi meydana gelir Bu genellikle kanat profilinin ust ve arka kisimlarinda ters nedeniyle meydana gelir Bu nedenle kuyruk olusumu meydana gelir ve bu da girdap olusumuna ve basinc suruklemesi nedeniyle basinc kaybina yol acar Boyle durumlarda kanat profili stall olur ve surtunme suruklemesinden daha yuksek basinc suruklemesine sahip olur Bu durumda cisim kunt cisim olarak tanimlanir Akici sekilli bir cisim bir balik ton baligi vb veya kucuk hucum acisina sahip bir kanat profili gibi gorunurken kunt bir cisim bir tugla bir silindir veya yuksek hucum acisina sahip bir kanat profili gibi gorunur Belirli bir on alan ve hiz icin akici sekilli bir cisim kunt bir cisme gore daha dusuk dirence sahip olacaktir Silindirler ve kureler yuksek Reynolds sayisinda kuyruk bolgesindeki basinc bileseninin baskin olmasi nedeniyle kunt cisimler olarak kabul edilir Bu suruklemeyi azaltmak icin ya akis ayrilmasini azaltabilir ya da akiskanla temas eden yuzey alanini surtunme suruklemesini azaltmak icin azaltabiliriz Bu azalma titresim ve gurultu uretimini onlemek icin arabalar bisikletler vb cihazlarda gereklidir Ayrica bakinizOtomotiv aerodinamigi Balistik katsayisiNotlar Baker W E 1983 Explosion Hazards and Evaluation Volume 5 Elsevier Science ISBN 978 0 444 59988 9 4 Ekim 2022 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 26 Mayis 2024 AARONAES ANTON STADE 2014 Dynamic response of pipe rack steel structures to explosion loads PDF CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 4 Subat 2023 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 26 Mayis 2024 McCormick Barnes W 1979 Aerodynamics Aeronautics and Flight Mechanics New York John Wiley amp Sons Inc s 24 ISBN 0 471 03032 5 Clancy L J 1975 5 18 Aerodynamics Wiley ISBN 978 0 470 15837 1 and Von Doenhoff Albert E Theory of Wing Sections Sections 1 2 and 1 3 Modern Drag Equation Wright nasa gov 25 Mart 2010 2 Mart 2011 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 7 Aralik 2010 Clancy L J Aerodynamics Section 11 17 Hoerner Sighard F 1965 Fluid Dynamic Drag Practical Information on Aerodynamic Drag and Hydrodynamic Resistance 2 s 3 17 a b Bakiniz kaldirma kuvveti ve akis yonune dik kuvvet bilesenleri icin olasi aciklamalardir a b Dunya atmosferi icin hava yogunlugu kullanilarak bulunabilir Hava 0 C de ve 1 atmosfer basincta 1 293 kg m3 yogunluga sahiptir Clancy L J Aerodynamics Sections 4 15 and 5 4 a b Clancy L J Aerodynamics Section 4 17 Clift R Grace J R Weber M E Bubbles drops and particles Academic Press NY 1978 Briens C L Powder Technology 67 1991 87 91 Haider A Levenspiel O Powder Technology 58 1989 63 70 Drag Coefficient Engineeringtoolbox com 4 Aralik 2010 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 7 Aralik 2010 Shape Effects on Drag NASA 16 Subat 2013 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Mart 2013 Basha W A and Ghaly W S Drag Prediction in Transitional Flow over Airfoils Journal of Aircraft Vol 44 2007 p 824 32 Ask Us Drag Coefficient amp Lifting Line Theory Aerospaceweb org 11 Temmuz 2004 13 Aralik 2010 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 7 Aralik 2010 Boeing 787 Dreamliner Analysis Lissys demon co uk 21 Haziran 2006 13 Agustos 2010 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 7 Aralik 2010 Airbus A380 PDF 2 Mayis 2005 23 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 6 Ekim 2014 Kaynakca 1975 Aerodynamics Pitman Publishing Limited London 0 273 01120 0 Abbott Ira H and Von Doenhoff Albert E 1959 Theory of Wing Sections Dover Publications Inc New York Standard Book Number 486 60586 8 Hoerner Dr Sighard F Fluid Dynamic Drag Hoerner Fluid Dynamics Bricktown New Jersey 1965 Bluff Body Drag of Blunt Bodies and Streamlined Bodies http www princeton edu asmits Bicycle web blunt html Hucho W H Janssen L J Emmelmann H J 6 1975 The optimization of body details A method for reducing the aerodynamics drag SAE 760185