Аэродинамика коровы гугл.
Сегодня день такой наверное. Вот я и решил, прочитав эти сообщения - - Советская летающая подводная лодка, и - 2 сентября 1942 года СССР первый полёт танка - поместить еще одну заметку.
Коровы стараются развернуться мордой от ветра, облегчая стекание капель по шерсти во время дождя. Но нет ли в этом поведении дополнительного смысла? Ведь с точки зрения аэродинамики на тело, движущееся в потоке воздуха, могут действовать четыре силы. Направленная вперед тяга противостоит тормозящему сопротивлению, которое связано с формой предмета и с трением газа о его поверхность. Если за счет геометрии тела над ним создается поток воздуха пониженного давления, а под ним - повышенного, то возникает подъемная сила. При достаточной скорости воздуха она может даже превысить вес, тянущий вниз. Получается, что при определенной форме тела и нужной силе ветра коровы могут… взлететь?
Самым надежным способом проверить это был бы, конечно, эксперимент в аэродинамической трубе. По счастью, современные методы моделирования позволяют выяснить все, не мучая животных. Физик и блогер Робин Борнофф использовал для этого трехмерную CAD-модель коровы и программный пакет FloEFD, предназначенный для решения инженерных задач в области гидрогазодинамики и теплообмена. Компьютер помог рассчитать сопротивление и подъемную силу коровы при ветре, направленном спереди либо сзади и имеющем скорость от 1 до 12 по шкале Бофорта - от слабого дуновения в 1−5 км/ч до урагана в 300 км/ч (зафиксированный рекорд составляет около 400 км/ч).
Робин Борнофф отметил, что алгоритмы, которые используются для получения расчетной сетки и моделирования в FloEFD, были предложены еще в работах советских ученых. В 1980-х, не имея больших вычислительных мощностей, которые были доступны ученым передовых стран, в Союзе создали исключительно экономные методы аэрогидродинамического моделирования. Эти подходы применяются и сегодня в самых разных областях, будь то строительство, авиация или транспорт. Расчеты в FloEFD показали, что если ветер дует сзади, то подъемная сила, действующая на корову, почти не увеличивается с ростом его скорости. Зато, если животное стоит к ветру носом, она возрастает довольно заметно, и если бы скорость ветра превысила примерно 1200 км/ч, скотина вполне могла бы взмыть в небо.
Конечно, все это только теория: в реальности ураган такой силы давно унес бы корову прочь, а если бы мы приклеили ее к месту, ветер разорвал бы несчастное животное на куски. Но все-таки можно вообразить, как она, укрепленная экзоскелетом, бежала бы все быстрее и быстрее, пока, набрав нужный разгон, не взмыла в небо, как… сверхзвуковой снаряд массой 700−800 кг. Взлетная скорость этой неудачной с точки зрения аэродинамики конструкции слегка превышает звуковую. Зато такое быстрое движение создает особенно яркие аэродинамические эффекты: Робин Борнофф рассчитал их для скорости в 8 Махов (около 9800 км/ч) - то есть не для сверхзвуковой, а для гиперзвуковой коровы.
На картинке видна область, в которой скорость потока, обтекающего животное, резко падает до дозвукового уровня. Расходясь в стороны и теряя энергию, этот скачок уплотнения превратится в акустические волны звукового барьера. Но гиперзвуковая корова будет не только грохотать: у фронта ударной волны газ резко раскаляется и сжимается, моментально превращаясь в горячую плазму. А значит, животному потребуется не только укрепленный каркас, но и эффективная термозащита. Всегда полезно провести моделирование, прежде чем приступать к экспериментам.
По счастью, современные методы моделирования позволяют выяснить все, не мучая животных. Самым надежным способом проверить это был бы, конечно, эксперимент в аэродинамической трубе. Компьютер помог рассчитать сопротивление и подъемную силу коровы при ветре, направленном спереди либо сзади и имеющем скорость от 1 до 12 по шкале Бофорта - от слабого дуновения в 1?5 км/ч до урагана в 300 км/ч (зафиксированный рекорд составляет около 400 км/ч). Физик и блогер Робин Борнофф использовал для этого трехмерную CAD-модель коровы и программный пакет FloEFD, предназначенный для решения инженерных задач в области гидрогазодинамики и теплообмена.
В 1980-х, не имея больших вычислительных мощностей, которые были доступны ученым передовых стран, в Союзе создали исключительно экономные методы аэрогидродинамического моделирования. Робин Борнофф отметил, что алгоритмы, которые используются для получения расчетной сетки и моделирования в FloEFD, были предложены еще в работах советских ученых. Расчеты в FloEFD показали, что если ветер дует сзади, то подъемная сила, действующая на корову, почти не увеличивается с ростом его скорости. Эти подходы применяются и сегодня в самых разных областях, будь то строительство, авиация или транспорт. Зато, если животное стоит к ветру носом, она возрастает довольно заметно, и если бы скорость ветра превысила примерно 1200 км/ч, скотина вполне могла бы взмыть в небо.
Но все-таки можно вообразить, как она, укрепленная экзоскелетом, бежала бы все быстрее и быстрее, пока, набрав нужный разгон, не взмыла в небо, как… сверхзвуковой снаряд массой 700?800 кг. Конечно, все это только теория: в реальности ураган такой силы давно унес бы корову прочь, а если бы мы приклеили ее к месту, ветер разорвал бы несчастное животное на куски. Зато такое быстрое движение создает особенно яркие аэродинамические эффекты: Робин Борнофф рассчитал их для скорости в 8 Махов (около 9800 км/ч) - то есть не для сверхзвуковой, а для гиперзвуковой коровы. Взлетная скорость этой неудачной с точки зрения аэродинамики конструкции слегка превышает звуковую.
Расходясь в стороны и теряя энергию, этот скачок уплотнения превратится в акустические волны звукового барьера. На картинке видна область, в которой скорость потока, обтекающего животное, резко падает до дозвукового уровня. А значит, животному потребуется не только укрепленный каркас, но и эффективная термозащита. Но гиперзвуковая корова будет не только грохотать: у фронта ударной волны газ резко раскаляется и сжимается, моментально превращаясь в горячую плазму. Всегда полезно провести моделирование, прежде чем приступать к экспериментам.
Дата публикации: 16.08.2017
Ещё новости
Спустя сутки название игры сменилось на недвусмысленное Cyberprank 2069. В конце прошлого месяца шутники решили посмеяться и, пользуясь практически полным отсутствием модерации контента, опубликовали...
И первым анонсом в рамках фестиваля стал выход классической трилогии (Doom, Doom II и Doom 3) на консолях PlayStation 4 и Xbox One и на портативной приставке Nintendo Switch. Сегодня состоялся полноце...
На страницах Reddit стремительно разрастается ветка про обсуждение сроков доступности процессора Ryzen 9 3900X в европейских магазинах. Высокий спрос сильно ограничил доступность процессоров Ryzen 9 3...
В итоге, разговор кончился угрозой Трампа ввести налоги на французское вино. Затем он обсудил с главой Франции вопрос о налогах по телефону. Если это случится, то Франция получит серьёзный удар, ведь...
Судя по всему, все три выйдут уже довольно скоро. В распоряжении источника оказались изображения и характеристики трех бюджетных смартфонов трех разных компаний: Samsung, Lenovo (Moto) и LG. Все они з...
Самым надежным способом проверить это был бы, конечно, эксперимент в аэродинамической трубе. По счастью, современные методы моделирования позволяют выяснить все, не мучая животных. Физик и блогер Робин Борнофф использовал для этого трехмерную CAD-модель коровы и программный пакет FloEFD, предназначенный для решения инженерных задач в области гидрогазодинамики и теплообмена. Компьютер помог рассчитать сопротивление и подъемную силу коровы при ветре, направленном спереди либо сзади и имеющем скорость от 1 до 12 по шкале Бофорта — от слабого дуновения в 1−5 км/ч до урагана в 300 км/ч (зафиксированный рекорд составляет около 400 км/ч).
Робин Борнофф отметил, что алгоритмы, которые используются для получения расчетной сетки и моделирования в FloEFD, были предложены еще в работах советских ученых. В 1980-х, не имея больших вычислительных мощностей, которые были доступны ученым передовых стран, в Союзе создали исключительно экономные методы аэрогидродинамического моделирования. Эти подходы применяются и сегодня в самых разных областях, будь то строительство, авиация или транспорт. Расчеты в FloEFD показали, что если ветер дует сзади, то подъемная сила, действующая на корову, почти не увеличивается с ростом его скорости. Зато, если животное стоит к ветру носом, она возрастает довольно заметно, и если бы скорость ветра превысила примерно 1200 км/ч, скотина вполне могла бы взмыть в небо.
Конечно, все это только теория: в реальности ураган такой силы давно унес бы корову прочь, а если бы мы приклеили ее к месту, ветер разорвал бы несчастное животное на куски. Но все-таки можно вообразить, как она, укрепленная экзоскелетом, бежала бы все быстрее и быстрее, пока, набрав нужный разгон, не взмыла в небо, как… сверхзвуковой снаряд массой 700−800 кг. Взлетная скорость этой неудачной с точки зрения аэродинамики конструкции слегка превышает звуковую. Зато такое быстрое движение создает особенно яркие аэродинамические эффекты: Робин Борнофф рассчитал их для скорости в 8 Махов (около 9800 км/ч) — то есть не для сверхзвуковой, а для гиперзвуковой коровы.
На картинке видна область, в которой скорость потока, обтекающего животное, резко падает до дозвукового уровня. Расходясь в стороны и теряя энергию, этот скачок уплотнения превратится в акустические волны звукового барьера. Но гиперзвуковая корова будет не только грохотать: у фронта ударной волны газ резко раскаляется и сжимается, моментально превращаясь в горячую плазму. А значит, животному потребуется не только укрепленный каркас, но и эффективная термозащита. Всегда полезно провести моделирование, прежде чем приступать к экспериментам.
