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과학

항력 계수

항력 계수과학
영문명
Drag coefficient
기호
CD
정의
CD = D/(qS)
함께 명시할 것
기준 면적과 유동 조건
항력 계수는 항력을 동압과 기준 면적의 곱으로 나눈 무차원 수다. CD = D/(qS)로 정의하며 물체의 형상과 자세 및 유동 조건이 항력에 미치는 영향을 표현한다.

동압과 면적으로 나눈다

동압 q는 밀도와 속력 제곱의 절반이고 S는 선택한 기준 면적이다. 항력 D를 qS로 나누어 계수를 얻는다. 힘을 정규화한 비이므로 단위가 남지 않으며 항력 그 자체와는 구별한다.

기준 면적에 따라 수치가 달라진다

같은 항력이 60 N이고 동압이 200 Pa라고 가정하자. 기준 면적을 1 m²로 쓰면 CD는 0.3이지만 0.5 m²로 쓰면 0.6이다. 물체가 바뀐 것이 아니라 나누는 기준이 달라진 것이다. 전면적과 날개 면적 등의 선택을 확인해야 한다.

작은 계수가 곧 작은 힘인가

실제 항력은 CDqS이므로 계수만 작다고 힘도 항상 작다는 결론은 성립하지 않는다. 비교하는 물체의 크기와 동압도 필요하다. 차량이나 날개 등 서로 다른 기준을 쓰는 자료를 수치 하나만으로 줄 세우지 않는다.

유동의 유사성을 확인한다

항력 계수는 레이놀즈 수와 마하 수, 물체의 자세 등에 영향을 받을 수 있다. 축소 모형의 측정값을 실제 물체에 사용하려면 관련 유사성 조건을 검토해야 한다. 동일한 형상이라는 사실만으로 모든 속도 영역의 값이 같아지는 것은 아니다.

관련 문서

항력 / 양력 계수 / 동압 / 레이놀즈 수 / 마하 수 / 밀도 / 속도 / 에어포일