PDF《科别：物理科》

科别:物理科组别:国中组作品名称: 流形 的趋势---- 风关键词:汽车风阻、有效面积、水平风压 编号:030104 学校名称: 台南县立归仁国民中学 作者姓名: 王筑玄、林书丞、李美岱、吴佳芙 指导老师: 潘志伟、马玉娟

1 壹、摘要 我们由百科全书上看到风洞的介绍,和汽车外形不断在改变――渐趋流线型而引起我们 的兴趣,便参考资料著手制作小型的汽车风洞模型,再利用此风洞模型探讨不同造型的模型 汽车,对风阻的影响以及模型所受水平风压的研究.

一、制作小型的汽车风洞模型 原先的汽车风洞模型为抽气装置,但由於风扇太小,且气流不甚稳定,后来在拆船货中 找到一个强力风扇,且找到一个

0 V ~ 260V 的变压器来控制风速的快慢,於是制成第二 个吹气装置的汽车风洞模型.后来又为了研究水平风压又改良制作了第三种风洞.

二、测试不同造型的汽车模型在风洞中的情形 1. 我们将电子天平置入风洞模型的测试段中,当风扇开始运转时才归零,我们测试了

6 辆模型汽车,分别在车头、车尾和侧面迎风时,所受的阻力大小,阻力的测量方 法,是以在风洞中所测得的重量减去原始的重量,由其重量变化的百分比,来说明 风阻的大小. 2. 但可能由於车子重量太重,故重量变化的百分比亦不大.

三、改采小台(重量较轻)的汽车模型在风洞中来测试 虽然车子的重量减轻,但也因其受风力的面积减小,所以,车子重量变化的百分比亦不 大.於是著手进行用保丽龙制作模型车.

四、将不同形状的物体吊於风洞中,测试水平风压的大小 将保丽龙球、蛋的模型、正立方体盒子和自制三台渐趋流线形的保丽龙模型车以进行水 平风压的实验.

五、制作一概念车 根椒缪沟氖笛槭,找出哪些形状风压最小,再进行制作概念车,实验结果发现 自行制作的概念车无论风速为何,风压都能够很稳定.

2 贰、研究动机 从百科全书中,看到风洞之介绍而引起我们研究之兴趣.所以就找相关书籍及制作 风洞公司的网站而得到风洞的相关知识.但是其理论都只能适用於大型的风洞,於是便 著手制作一小型的风洞.并利用风洞做汽车风阻的实验(探讨垂直方向上的受力情形) , 此时就利用理化第一册 6-2 如何测量力的观念解决;

以及理化第一册

第六章力的方向. 在水平风压的实验中再利用理化第一册 6-6 压力的观念解决;

同时力的分解就用选修理 化的观念解决. 参、研究目的

一、 t解风洞各个部分的功用及运作原理,以便著手改良成为小型的风洞.

二、 制作的风洞必须要有稳定且快速的气流,并可调整风速.

三、 利用风洞研究汽车模型的外型与阻力(垂直方向上的受力情形)的相关性.

四、 研究物体在风洞中的水平受力情形与物体形状的相关性. 肆、研究设备器材 透明压克力、美耐板、保丽龙、吸管、电脑风扇(12cm*12cm 电压 12V) 、强力风 扇(17.6cm*17.6cm 电压 115V) 、变压器(0~240V) 、小汽车模型(6 辆) 、电子秤、厚纸 板、热熔胶. 伍、研究过程或方法

一、风洞制作过程及气流之测试 为了能够更了解风洞的结构及各个部分的功能,於是上网找相关资料及书籍.一般 而言,风洞分为四个部分:动力段、整流段、收缩段、测试段.在明白每个部分的 功能后,开始从事风洞模型的制作.