Як би додавання дефлектора вітру перед сонячними панелями, встановленими на даху, впливало на перетягування на RV?

10

Я встановлюю сонячні батареї поверх рекреаційного автомобіля (RV). Щоб зменшити тягу, я планував побудувати невеликий пандус перед панелями, щоб відхилити вітер, перш ніж він потрапить на плоску панель і кріплення. Ось приблизний ескіз (червоний - це дужки, чорний - панель, фіолетовий - пандус):

Сонячна панель

Хтось сказав мені, що було б БОЛЬШЕ перетягування, якби я зробив це так, ніж якби я не поставив дефлектор / пандус. Я буду виконувати роботу, навіть якщо буде дуже Дрібна різниця між перетягуванням, уникненим, ставлячи рампу, і взагалі не мати пандуса, але я точно не хочу цього робити, якщо це ПОСЛІДЖИТЕ тягнення.

Я думаю, що місце під панеллю буде мінімальним. Я збираюся спробувати наблизити їх якомога ближче до даху. Панелі товщиною близько 2 ", а простір між ними буде приблизно 1 / 4-1 / 2 дюйма.

Як би додавання пандуса перед панеллю впливало на перетягування автомобіля? Чи збільшиться, зменшиться чи залишиться такою ж?

— Кейд
джерело

3

Просто думка, гнучкі сонячні панелі можуть зацікавити і вас. Engineering.stackexchange.com/questions/649/…

— Mahendra Gunawardena

1

Будьте впевнені, подивіться на посилання Дана - я би оцінив це як можливо найкращий практичний коментар щодо аеродинаміки транспортного засобу, який я коли-небудь бачив. [Якщо хтось знає кращу, будь ласка, поділіться нею з нами.]

— Рассел МакМахон

9

Концепція того, що ви робите, є здоровим, і, як зазначає Рассел Макмахон, підвищення ефективності може бути досить значним, щоб виправдати зміни.

Я настійно пропоную вам розглянути можливість додавання пандуса до заднього краю. Сила перетягування дуже чутлива і до нижнього (заднього) кінця кузова. Ви отримуєте певний позитивний тиск в передній частині автомобіля, але ви також отримуєте сильний негативний тиск ззаду. Це значно погіршується розвитком турбулентності та розділенням потоку.

Концептуально те, що ви хочете зробити, - це зменшити поперечний переріз на задньому кінці, щоб зменшити площу, на яку застосовується цей негативний тиск. Це можна зробити, звужуючи задній край (у вашому випадку зворотний пандус). Єдина хитрість полягає в тому, що ви повинні робити це досить поступово, щоб уникнути явища, званого розділенням потоку. це в основному повітряний потік, що перекидається над собою і породжує вихори.

Тож продовжуйте з пандусом спереду, але додайте дуже неглибокий (~ 10 градусів) пандус і на спині. Це допоможе вам покращити мінімальні інвестиції. Крім того, постарайтеся, щоб пандуси підходили прямо до країв сонячних батарей. Ви хочете, щоб шлях, яким рухається повітря, був максимально рівним.

Щоб дізнатися про експериментальні докази та чудові фотографії, перегляньте цю презентацію

c.5 показано невеликі покращення в округленні передньої панелі фургона, але вони швидко вирівнюються (ніякої користі для того, щоб зробити передню частину більш гладкою)

С.11,17,18 показано розділення потоку ззаду

стор.18 (праворуч вгорі) показує оптимальну точку зменшення зчитуваного рентгенівського перерізу. Занадто різке звуження скасовує перевагу зменшення площі.

— Ден
джерело

Так пандус спереду і пандус ззаду? Можливо, це вимагатиме будь-якої з двох речей, будь ласка, дайте мені свій відгук. 1 - Мені доведеться герметизувати сторони, щоб повітря не потрапляв, щоб створити перетягування на BACK. або 2 - Можливо, створіть пандус, який кріпиться до верхньої частини рами ззаду, щоб невеликий зазор між пандусом та дахом на задній панелі, щоб будь-яке повітря, що потрапило в сторони, не затягнуло б задній пандус.?

— Кейд

^{\circ}

$^\circ$

+1 (вчора). Як головний бонус, ця посилання, яку ви цитуєте, - це, можливо, найкращий практичний коментар щодо аеродинаміки автомобіля, який я коли-небудь бачив.

— Рассел Макмахон

3

Необхідно враховувати навантаження на панельні кріплення.
Це може бути значно зменшено за допомогою «пандуса», який повністю захищає панель від удару повітря у напрямку вперед.

Перетягування плоскої пластини для панелі буде <= класичним результатом рівняння перетягування.

P_{l o s t} = D \cdot V

$P_{lost}= D \cdot V$

V

$V$

C_{d}

$C_d$

D = \frac{1}{2} C_{D} ρ A V^{2}

$D = \frac{1}{2} C_D \rho A V^2$

$D$
$A$
$V$
$\rho$ $\approx$ $\frac{kg}{m^3}$
$C_D$ $0 < C_D \leq 1$

D = 0.6 A V^{2}

$D = 0.6 A V^2$

C_{D} = 1

$C_D = 1$

\approx

$\approx$

0.6 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0.1 \cdot 28^{2} = 47 N

$0.6 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0.1 \cdot 28^2 = 47 N$

P_{l o s t} = D \cdot V = 47 \cdot 28 = 1.3 k W

$P_{lost} = D \cdot V = 47 \cdot 28 = 1.3 kW$

— Рассел Макмахон
джерело

C_{D} = 1

$C_D=1$

C_{D}

$C_D$

0

$0$

1

Перший коментар @Roy - Ні, я не мав наміру створювати враження, що Cd впаде до 0. Я мав намір показати ~~~ = потужність, втрачену в плоскій фронтальній області, щоб він міг бачити максимальну ймовірну втрату. Пандус видалить невідомий% від того, що навантажує автомобіль. Корисні також кронштейни для кріплення на панелі, хоча через потік по поверхні буде деяке тягання. Максимальна потужність 47N не мала для систем кріплення, і загальна втрата потужності помітна, але, ймовірно, мала потужність автомобіля WT зі швидкістю 100 км / год. ...

— Рассел Макмахон

@Roy - я непевний повторний запит для отримання довідки для Cd = 1. Рівняння призначене для "плоского перетягування пластини" і базується (хоча зазвичай використовується без усвідомлення) енергії, необхідної для прискорення стовпа повітря, через який об'єкт проходить до швидкості руху автомобіля. Це, як правило, вважається найгіршим сценарієм. ви можете "полегшити повітря в сторону", не доводячи це все до швидкості руху транспортного засобу, тоді потрібна менша потужність, а Cd - це спосіб відображення цього. Як видно, це сира формула і не враховує низку вторинних впливів, АЛЕ це "класичне рівняння перетягування" і працює напрочуд добре.

— Рассел Макмахон,

@Roy Ось хтось говорить те, що я сказав, і будучи опором його зусиллям {idiots} , ось NASA для студентів та два відповіді фізики SE тут корисні і відзначте область переходу числа Рейнольдса. | І тоді Аг! :-)

— Рассел Макмахон

C_{D}

$C_D$

2

Я пам'ятаю, як це обговорювалося під час лекції про рідину в мої студентські дні дуже давно, коли було порушено тему стелажів для даху автомобіля та паливних вантажів.

Панель збільшить затягування RV та зменшить його спроектовані обтічні характеристики.

Пам’ятка, яку ви плануєте, зменшить перетягування панелі, але не відновить початкові впорядковані характеристики RV.

Вплив пандуса буде схожий на паливні совки, прикріплені до вантажних автомобілів, див. Малюнок нижче. Вони зменшують витрату палива, зменшуючи тягу. Такі пристрої встановлювали на вантажівки ще з 1980-х років.

введіть тут опис зображення

— Фред
джерело

Я не знаю, що це за тип совка це зображення, але мені (як інженеру космічної галузі) це виглядає неоптимально з точки зору аеродинаміки. Щось опукло буде ефективнішим, і це теж те, що я бачу здебільшого тут у Європі: isuzucv.com/images/parts/accessories/lightbox/…

— Roy

@Roy Я згоден, вибір зображення трохи дивний; це повинен бути більш примітивний дизайн. Я не помічав, щоб його використовували на вантажівках тут, у Каліфорнії, де стиль, на який ви вказуєте, є всюдисущим.

— Повітря

Можливо, ви могли б змінити малюнок на більш придатний приклад.

— Рой

0

Якщо я правильно трактував ескіз:

панель сидить над дахом, із зазором під ним
висота пандуса дорівнює висоті зазору

Я здогадуюсь, що процес думки зловмисників пішов так:

повітря, яке раніше потрапляло б на передню панель, все одно потрапить на передню панель
повітря, яке б пішло під панель, тепер потрапить на рампу
тому все, що робить пандус, - це додаткове перетягування, оскільки воно не впливає на повітря, яке потрапляє на панель

Я не фахівець з динаміки рідини, але піднімається повітря з пандуса явно вплине на повітря, яке потрапляло б на панель. Я не знаю, чи цей ефект більший чи менший, ніж додаткове тягання повітря, яке вже не може пройти під панель.

З точки зору кращого рішення - вам слід спробувати зняти вертикальні грані, тому подовжте пандус так, щоб верхівка пандуса збігалася з вершиною панелі. Я можу констатувати, що це матиме менше тягання, ніж ваш дизайн (якщо припустити, що я правильно трактував ваш ескіз), але боюся, я не знаю, чи краще, ніж взагалі нічого.

— AndyT
джерело

1

Затопити панель таким чином, що створюється змивна поверхня найкраще, однак, мабуть, враховуючи ситуацію, це, мабуть, неможливо. Наступне найкраще - аеродинамічно інтегрувати панель, як це робиться з вантажівками (див. Відповідь Фреда). Ви маєте рацію, заявляючи, що пандус додасть лише перетягування (це зробить всю справу трохи обтічнішою, зменшивши перетягування.

— Roy