Il coefficiente di resistenza è dato dalla seguente espressione
$$ C_d = \ frac {2F_d} {\ rho v ^ 2 A} $$
Per un'ala di un'auto da corsa (che è semplicemente un'ala di aeroplano capovolta per generare un carico aerodinamico), cosa dovremmo considerare come l'area? L'area della sezione trasversale perpendicolare al flusso o all'area della superficie dell'ala (parallela al terreno)?
Risposte:
Quando $ C_d $ è un parametro appropriato per la discussione, l'aerodinamica dei veicoli stradali utilizza l'area planimetrica dell'ala. Questa è l'area formata dall'accordo (vedi sotto) e la larghezza totale dell'ala.
Dovresti utilizzare la stessa area nei calcoli di sollevamento per $ C_L $
Per ali complicate o veicoli interi, in cui la definizione di un'area non ha molto senso, la pratica comune è quella di elencare il prodotto $ C_D * A $ (spesso scritto "CDA") come parametro, piuttosto che tentare di disaccoppiarli. Funziona perfettamente nel calcolo delle forze di sollevamento / trascinamento e varia come $ L ^ 2 $ per scopi di modellazione in scala.
La maggior parte delle ali delle macchine da corsa è molto più complessa di un'ala di un velivolo poiché sono solitamente progettate per gestire il flusso d'aria su tutto il corpo dell'auto, in particolare le ruote e devono anche gestire il flusso turbolento sia dalle precedenti superfici aerodinamiche che dalle auto che sono seguendo e controllando la generazione di vortici per controllare il flusso d'aria sulle loro stesse superfici per funzioni più complesse come la separazione dei flussi a valle tra le superfici aerodinamiche e le prese per il raffreddamento e l'induzione del motore.
Ad esempio in una macchina di F1 gli elementi complessi di ala anteriore non sono così tanto da generare deportanza da controllare il flusso a valle, specialmente sopra e intorno alle ruote anteriori.
Vale anche la pena notare che le ali delle auto da corsa sono principalmente sintonizzate da un angolo di attacco variabile che questa formula non considera affatto.
L'area è denominata "area di riferimento". Finché è definito da qualcuno, sei libero di scegliere qualsiasi valore arbitrario per A.
Per semplificare i confronti tra diversi progetti per un determinato progetto, gli ingegneri definiscono A e scambiano gli studi con tale riferimento. In questo modo possono confrontare le prestazioni delle ali per un determinato modello di auto / aereo.
D'altra parte è anche possibile non correggere il valore dell'area di riferimento. Ciò consentirebbe l'analisi comparativa di vari progetti per la loro efficienza aerodinamica. (Un'ala leggermente più grande potrebbe, di per sé, essere più efficiente). Il problema con questo approccio è che l'ottimizzazione può facilmente rompere le regole dell'interfaccia di produzione, le dimensioni, i vincoli di peso, ecc.
Di conseguenza, se la cosa ha alcuni vincoli fisici (come l'attacco delle ali dell'auto), è quasi certo che si definirà prima l'area dell'ala, come un numero, e non la si cambierà per tutta la durata del progetto per scopi pratici.