抗力
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抗力(こうりょく、drag)は、流体 (液体や気体) 中を移動する、あるいは流れ中におかれた物体にはたらく力のうち、流れの速度方向に平行で逆向きの成分のことである。流れの速度方向に垂直な成分は揚力と呼ばれる。
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[編集] 数式
抗力は、抗力係数 CD を用いて、以下のような数式モデルで表されるのが一般的である。
- CD は抗力係数(次項で解説) (Drag coefficient)
- ρ は流体の密度(海面高度の大気中なら 1.2250 kg/m3)
- V は物体と流体の相対速度 (Velocity)
- S は物体の代表面積 (Surface)
- D は、発生する抗力 (Drag)
[編集] 抗力係数
抗力係数 CD は、抗力を動圧()と代表面積で無次元化したもので、物体の形状・流体の粘性・流れの速さ (レイノルズ数) 、マッハ数、そして迎え角によって変化する。
[編集] 抗力の成分
抗力(ないし抗力係数)を以下のような成分に分けて考えることがある。誘導抗力については、翼端のある三次元翼ないしは翼を含む構造物(固定翼機、回転翼機など)、あるいはリフティング・ボディのように、揚力を発生する物体について考える。
- 誘導抗力 lift-induced drag, induced drag, drag due to lift
- 有害抗力 parastic drag, parasite drag
- 形状抗力 form drag, proflie drag = 圧力抗力 pressure drag
- 摩擦抗力 skin friction drag
- 干渉抗力 interference drag
- 造波抗力 wave drag
[編集] 誘導抗力
吹き下ろしにより局所的に傾いた(一様流に垂直な)揚力の成分。
[編集] 有害抗力
揚力の有無には無関係に存在する抗力。
[編集] 形状抗力
- 圧力抗力
- 物体後方で圧力が増大することによる抗力。とくに流れが剥離した場合に著しく増大する。
- 摩擦抗力
- 物体表面と流れとの摩擦による抗力。境界層の状態に大きく影響され、層流であるほうが乱流であるよりも摩擦抗力は小さい。
[編集] 干渉抗力
翼と胴体の結合部分などで部分的に気流が剥離することにより生ずる抗力。フィレットなどにより低減が図られる。
[編集] 造波抗力
衝撃波による抗力。
[編集] 関連項目
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