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奶牛能飛嗎?“空氣牛力學(xué)”的升力和阻力

教育裝備采購(gòu)網(wǎng) 2016-12-06 09:02 圍觀925次

  當(dāng)然啦,奶牛不會(huì)飛,反正它自己肯定飛不起來。但是呢,任何物體處于空氣氣流中都會(huì)受到空氣升力以及阻力,升力的方向垂直于氣流方向,阻力的方向與氣流方向平行。對(duì)于這種基本但又值得研究的現(xiàn)象,我們常常用于研究,卻很少用到研究農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物身上。那么今天,在本文章中你將會(huì)看到"到底在什么樣的空氣速度下奶牛才會(huì)飛起來呢?"

  FloEFD的起源可以追溯到20世紀(jì)80年代,它早在俄國(guó)工業(yè)興起。1991年,莫斯科物理研究所首次發(fā)布了名叫AeroShape 3D(FloEFD的原型) 的商用 CFD 代碼。由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用在蘇聯(lián)遠(yuǎn)沒有西方國(guó)那么廣泛,其計(jì)算能力也沒有西方國(guó)那么發(fā)達(dá),所以當(dāng)時(shí)開發(fā)的CFD 技術(shù)不僅必須滿足準(zhǔn)確性的要求,同時(shí)也要保證有限的計(jì)算量。以上這些為FloEFD奠定了良好的基礎(chǔ),使其能夠利用特有的網(wǎng)格劃分技術(shù)達(dá)到工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間級(jí)的分析需求,從而快速產(chǎn)生更為準(zhǔn)確的結(jié)果。

  當(dāng)空氣流速隨著不同風(fēng)力(微風(fēng)、 風(fēng)、 大風(fēng)、 風(fēng)暴和颶風(fēng))變化時(shí),我們用FloEFD來計(jì)算當(dāng)風(fēng)從正面和后面吹來時(shí)牛的升力以及阻力(請(qǐng)記住,這是為了從空氣動(dòng)力學(xué)角度探索??偸钦婷鎸?duì)迎面而來的空氣的原因)。這些事情對(duì)FloEFD來說太容易了,就是要求出一組CAD 曲面在相關(guān)方向上的受力。此種情況下,我們將牛表面所受的升力和阻力的結(jié)果總結(jié)如下兩表。

  


  


  對(duì)于牛受到的阻力而言,其基本不隨著牛的迎風(fēng)方向的改變而改變。然而升力卻并不是這么回事,當(dāng)牛正面迎風(fēng)時(shí),牛所受到的升力遠(yuǎn)大于其他方向迎風(fēng)時(shí)的升力。

  


  同理,我們可以認(rèn)為,在某一空氣流速下,奶牛受到的升力將足以抵消奶牛的體重。我們從升力與風(fēng)速度圖中很容易的可以推算出這一空氣流速為1000 km/h,此時(shí),牛的自重是不能阻止自身被抬離地面的。(好吧,其實(shí)我們忽略了此時(shí)牛收到的阻力,也許牛臉上的阻力就能阻止牛飛起來,但是我們也要知道一個(gè)事實(shí),如果沒有大量的熱以及爆破,這種地面空氣速度一般是不會(huì)出現(xiàn)的)。不過我們也可以換句話說,如果當(dāng)一頭牛以1000 km/h的速度奔跑時(shí),我們就能看到它飛起來。(好吧,我們又忽略了,牛是不可能跑這么快的!而且一旦牛飛起來了,那么它就停止跑了,這樣他的速度就又會(huì)降下來,然后不得不摔倒地上)。

  所以,技術(shù)上來講,牛是可以飛的!只是他們自己沒有掌握這個(gè)技術(shù)。

  恒潤(rùn)科技作為FloEFD國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)唯一代理商,擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)專業(yè)的支持團(tuán)隊(duì),為汽車及工程機(jī)械行業(yè)的整車廠和供應(yīng)商提供完整的解決方案及工程服務(wù)。

  


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