Коэффициент сопротивления формы

При эмпирическом получении КСФ вычисляется по формуле

${\displaystyle C_{f}={\frac {2F}{\rho v^{2}S}},}$

где

${\displaystyle C_{f}}$ — безразмерный коэффициент сопротивления формы,

${\displaystyle F}$ — экспериментально полученная сила, Ньютон,

${\displaystyle \rho }$ — плотность среды, кг/м³,

${\displaystyle v}$ — скорость потока (или тела в потоке), м/с,

${\displaystyle S}$ — характерная площадь перпендикулярно потоку, м²; для продолговатых тел ${\displaystyle S}$ принимается как функция от объёма тела: ${\displaystyle S=V^{2/3}}$.

Знание коэффициента для некоторой формы позволяет достаточно точно вычислять (при сходых условиях течения) силу сопротивления динамическому напору среды тел любого размера такой же, пропорционально, геометрии, для различных скоростей. Формальная зависимость работает примерно до 0,8–0,9 скорости звука в рассматриваемой среде, но ещё точнее — в интервале скоростей, близком к эксперименту. Нередко строят табличные зависимости от скорости, особенно для динамически крутых участков, например, для околозвукового диапазона скоростей.

Коэффициент не учитывает поверхностных эффектов и должен определяться на образце со сходным или идентичным оригиналу свойством поверхности.

При имеющемся коэффициенте силу сопротивления получают по обратным формулам:

${\displaystyle F=C_{f}{\dfrac {\rho v^{2}}{2}}S}$ (для неудлинённых тел);

${\displaystyle F=C_{f}{\dfrac {\rho v^{2}}{2}}V^{2/3}}$ (для продолговатых относительно движения тел).

Формулами следует крайне аккуратно пользоваться для тел и проходных сечений очень малых размеров, равно как и для сред с большими значениями вязкости, так как в малых масштабах и при больших вязкостях велико влияние приповерхностных эффектов.