風阻係數

計算汽車行駛時空氣阻力的參數

風阻係數是通過風洞實驗和下滑實驗所確定的一個數學參數,用它可以計算出汽車在行駛時的空氣阻力。風阻係數的大小取決於汽車的外形。

風阻係數愈大,則空氣阻力愈大。已知雨滴的風阻係數最小,在0.05左右。

定義介紹


風阻係數
風阻係數
風阻係數:空氣阻力是汽車行駛時所遇到最大的也是最重要的外 力。空氣阻力係數,又稱風阻係數,是計算汽車空氣阻力的一個重要係數。它是通過風洞實驗和下滑實驗所確定的一個數學參數, 現代汽車的風阻係數一般在0.3-0.5之間.
風阻係數不僅應用於空氣,適用於其他流體內部。

常見風阻


垂直平面體風阻係數大約1.0
球體風阻係數大約0.5
一般轎車風阻係數0.28-0.4
一般跑車<0.3
賽車可一般<0.35
飛禽在0.1-0.2
飛機達到0.08
目前雨滴的風阻係數最小
在0.05左右

車輛的風阻


來源

風阻是車輛行駛時來自空氣的阻力,一般空氣阻力有三種形式:
第一是氣流撞擊車輛正面所產生的阻力,就像拿一塊木板頂風而行,所受到的阻力幾乎都是氣流撞擊所產生的阻力。
第二是摩擦阻力,空氣與劃過車身一樣會產生摩擦力,然而以一般車輛能行駛的最快速度來說,摩擦阻力小到幾乎可以忽略。
第三則是外型阻力,一般來說,車輛高速行駛時,外型阻力是最主要的空氣阻力來源。外型所造成的阻力來自車後方的真空區,真空區越大,阻力就越大。一般來說,三廂式的房車之外型阻力會比掀背式休旅車小。

測量與計算公式

風阻係數可以通過風洞測得。當車輛在風洞中測試時,藉由風速來模擬汽車行駛時的車速,再以測試儀器來測知這輛車需花多少力量來抵擋這風速,使這車不至於被風吹得後退。在測得所需之力后,再扣除車輪與地面的摩擦力,剩下的就是風阻了,然後再以空氣動力學的公式就可算出所謂的風阻係數。
風阻係數=正面風阻力× 2÷(空氣密度x車頭正面投影面積x車速平方)。
公式中各數值的單位:正面風阻力(牛),空氣密度(千克/立方米),車頭正面投影面積(平方米),車速(米/秒)
一輛車的風阻係數是固定的,根據風阻係數即可算出車輛在各種速度下所受的阻力。

與汽車性能的關係

車輛在行駛時,所要克服的阻力有機件損耗阻力、輪胎產生的滾動阻力(一般也稱做路阻)及空氣阻力。隨著車輛行駛速度的增加,空氣阻力也逐漸成為最主要的行車阻力,在時速200km/h以上時,空氣阻力幾乎占所有行車阻力的85%。
一般車輛在前進時,所受到風的阻力大致來自前方,除非側面風速特別大。不然不會對車輛產生太大影響,就算有,也可通過方向盤來修正。風阻對汽車性能的影響非常大。風阻係數越小,說明它受空氣阻力影響越小,反之亦然,因此風阻係數越小越好。一般來講,流線性越強的汽車,其風阻係數越小。目前,我們在馬路上看到的大多數轎車的風阻係數在0.28—0.4間;性能較好的汽車如跑車等,其風阻係數可達到0.25左右。