Strömungswiderstand

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 $F_{r}$, 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

$F_{r}=6\cdot \pi \cdot \eta \cdot v\cdot r$

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 $F_{r}$ errechnet sich zu:

$F_{r}={\frac {1}{2}}\cdot \rho \cdot v^{2}\cdot A\cdot c_{w}$

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