Strömungswiderstand

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Der Strömungswiderstand ist eine physikalische Größe, die in der Fluiddynamik eine Rolle spielt.

Ein Körper, der sich mit einer Geschwindigkeit v relativ zu einem gasförmigen oder flüssigen Medium bewegt, erfährt einen Strömungswiderstand <math>F_r</math>, eine der Bewegungsrichtung entgegengesetzt wirkende Kraft. Bei laminarer Strömung wird der Strömungswiderstand nur durch die innere Reibung des Mediums verursacht. Ist η die Viskosität des Mediums, so gilt für kugelförmige Körper vom Radius r das Stokessche Gesetz

<math>F_r= 6\cdot \pi \cdot \eta \cdot v \cdot r</math>

In einer turbulenten Strömung lässt sich der Strömungswiderstand nur durch Experimente bestimmen und wird zunächst durch die Wirbel hinter dem bewegten Körper verursacht. Hier hängt der Strömungswiderstand ab von Dichte ρ des Mediums, von seiner Geschwindigkeit und von der Querschnittsfläche A des Körpers senkrecht zur Strömung. Die dimensionslose Größe CW-Wert ist der Strömungswiderstandskoeffizient (-beiwert, Formfaktor, c_w-Wert) des Körpers, der sich mit der Form des Körpers stark ändert. Der Strömungswiderstand <math>F_r</math> errechnet sich zu:

<math>F_r= \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 \cdot A \cdot c_w</math>

c_w wird für Fahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge experimentell in einem Windkanal ermittelt oder mit Hilfe von Computersimulationen berechnet.