Dragskrafter

Dragskrafter är de krafter som motverkar ett föremåls rörelse genom en fluid, till exempel luft eller vatten. När ett föremål färdas genom fluiden uppstår både tryckskillnader runt föremålet och friktion längs ytan, vilket tillsammans ger en kraft som verkar i motsatt riktning mot rörelsen. Storleken på dragskraften ökar vanligtvis med hastigheten och påverkas av föremålets form och tvärsnitt samt fluidens densitet och viskositet.

Dragskraften kan beskrivas med formfaktorn Cd, som beror på form och flödets förhållanden, i kombination med fluidens densitet ρ och hastigheten v. Den vanliga uppskattningen är F_d = 1/2 ρ v^2 C_d A, där A är den yta som flyter mot fluiden. Cd och därmed dragskraften varierar med Reynolds-talet och andra flödesegenskaper som ytfinish och flödesregimen.

Dragskraften består av flera komponenter: formdrag som beror på föremålets form och hur flödet omfördelar trycket; hudfriktiondrag som uppstår genom fluidens viskositet och ytans skrovlighet; samt inducerad drag som uppstår när föremålet producerar lift, särskilt vid flygplan där vingspetsvortexar ger en nedåtriktad kraft som ökar den totala dragskraften.

Användning och minskning: Dragskrafter är centrala i bil- och flygindustrin samt skeppsbyggnad. För att minska dragskraften används strömlinjeformning, släta ytor och optimerade ytformer samt tekniker som ökar lift-to-drag-förhållandet. Mätningar av dragskraft görs i vindtunnel eller i fält och stödjs av beräkningar i Computational Fluid Dynamics (CFD).