【CFD趣談】奶牛會飛嗎?

     

        奶牛在不受外力的作用下,自然是不會起飛的。但奶牛和其他物體一樣,它們在空氣中也會遭受升力和阻力(升力是垂直于氣流方向所遭受的力,阻力是與其平行所遭受的力)。現在,我和塞爾吉奧提出了一個假設:"在什么樣的空氣速度下,奶牛的升力能讓它起飛?"

我們通過CFD軟件,并使用蒲福風力等級表中的空氣速度值來計算奶牛迎著風和背向風時所經歷的總升力和阻力,并把結果匯總到下面圖表中。

 

阻力.png

就阻力而言,奶牛朝哪個方向幾乎沒有什么區別。而升力就截然不同了,奶牛迎著風時所遭受的升力要比背對風時大得多!這就是奶牛總是背對著風的原因嗎?達爾文是否能確保那些有迎風站立愛好的奶牛有足夠長的時間來生育小奶牛?我們會看到一個奶牛造型的飛機嗎?

讓我們繼續探索......

在一定的風速下,升力足以抵消奶牛的重量。根據圖2中升力與風速圖的簡單推斷表明,這種情況將發生在空氣速度大于1000km/h時。到那時,奶牛將不受控制的離開地面。好吧,其實我們忽略了一個事實——此時的阻力可能已經朝著它的臉,將奶牛向后推了。同時我們也忽略了這樣一個事實這樣的地面空氣速度,會不會產生巨大的熱量和破壞。

還有一種可能,當奶牛以1000km/h的速度奔跑時,它也能起飛,當然我們忽略了這樣一個事實——我見過的奶牛都不能跑得那么快。

所以,從技術上講,奶牛可以飛,他們只是不知道,在這樣的速度下,事情也往往會變得有點超出想象。

【CFD趣談】奶牛會飛嗎?的圖2

計算流體動力學(簡稱CFD,Computational Fluid Dynamics)是流體力學的一個分支。它以商業化CFD軟件為工具,應用各種離散化的數學方法,對流體力學的各類問題進行網格劃分、計算機模擬和結果分析研究,以解決各種實際的流場問題。

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