Vindmodstand

Vindmodstand, eller aerodynamisk drag, er den kraft der opstår når et legeme bevæger sig gennem luft, eller når vinden rammer et statisk legeme. Den virker i modsat retning af bevægelsen og er en væsentlig faktor i design og ydeevne for køretøjer, bygninger og sportudstyr samt i område som klima- og sikkerhedsberegninger.

Den grundlæggende model for vindmodstand er F_d = 0.5 · ρ · v^2 · C_d · A, hvor ρ er lufttætheden, v er hastigheden mellem legemet og luften, C_d er dragkoefficienten og A er det projektive frontareal. Dragkoefficienten afhænger af legemets form, overflade og strømtilstand (laminar eller turbulent). Retningen af dragkraften er altid vektorielt imod bevægelsesretningen.

Faktorer der påvirker vindmodstand inkluderer hastigheden (dragen vokser med kvadratet af v), luftens densitet (afhænger af temperatur og højde), formen og overfladens glathed samt strømtilstand og Reynolds’ tal. Gennem optimering af form og mindre frontareal kan både Cd og A reduceres, hvilket giver lavere modstand og bedre ydeevne eller brændstoføkonomi.

Anvendelser og måling: Vindmodstand er central for bil- og flydesign, cykling og sport, samt i beregning af vindbelastninger på bygninger og konstruktioner. Vygensk og standarder som vindlastberegninger anvendes i civil engineering, ofte støttet af vindtunneler og CFD-simulering for at vurdere sikkerhed og komfort. Eksempel: en bils udvikling kan reducere F_d betydeligt ved at spare både Cd og A.