การเคลื่อนที่ของยานพาหนะผ่านอากาศนั้นจะเกิดแรงต้านอากาศที่เกิดจากแรงเสียดทานระหว่างอากาศกับผิวตัวยานและแรงต้านอากาศที่เกิดจากความแตกต่างของแรงดันอากาศบริเวณหน้ายานพาหนะกับท้ายยานพาหนะซึ่งแรงต้านอากาศที่เกิดขึ้นจากทั้งสองปัจจัยนี้ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานที่ใช้ในการเคลื่อนที่ไป ทำให้ประสิทธิภาพในการเคลื่อนที่ของยานพาหนะลดลง ซึ่งรูปทรงของยานพาหนะส่วนใหญ่ที่ใช้กันอยู่บนท้องถนนนั้นมักเกิดการสูญเสียพลังงานไปกับแรงต้านอากาศที่เกิดจากความแตกต่างของแรงดันบริเวณหน้ายานพาหนะกับท้ายยานพาหนะ เนื่องจากยาพาหนะที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันมีข้อจำกัดในเรื่องของที่ว่างภายในเพื่อใช้เป็นห้องโดยสารและที่สำหรับเก็บสัมภาระต่างๆ ทำให้ตัวยานต้องมีความสูงมากพอสมควร ทำให้ไม่สามารถออกแบบตัวยานให้ลานเอียงและลดความสูงของตัวยานลงได้ไม่มากเหมือนยานพาหนะที่ใช้ในการแข่งขัน ซึ่งแรงต้านอากาศชนิดนี้เกิดจากอากาศที่ไหลผ่านตัวยานเกิดการแยกตัวขึ้นที่ท้ายของตัวยาน ทำให้เกิดระลอกอากาศ (Wake) ที่ทำให้แรงดันอากาศท้ายยานน้อยกว่าหน้ายาน ส่งผลให้เกิดแรงต้านการเคลื่อนที่ขึ้น โครงงานนี้จึงเกิดขึ้น เพื่อลดค่าแรงต้านอากาศของยานพาหนะที่เกิดจากความแตกต่างกันของแรงดันอากาศบริเวณหน้ายานพาหนะกับท้ายยานพาหนะ โดยการทดลองแบ่งการทดลองออกเป็น 3 รูปแบบ คือ การทดลองกับแบบจำลองชนิดแผ่นบาง (Plate) การทดลองกับแบบจำลองที่มีความหนารูปทรงอย่างง่ายและการทดลองกับแบบจำลองที่มีรูปน่างคล้ายยานพาหนะ โดยการทดลองได้ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อแรงต้านการเคลื่อนที่ทั้งหมด 3 ตัวแปร คือ ขนาดของหลุม จำนวนหลุม มุมปะทะลม โดยปัจจัยเหล่านี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างการไหลของอากาศ จากการไหลที่เป็นระเบียบ(Laminar) เป็นการไหลแบบอลวน (Turbulent) ทำให้จุดที่การไหลของอากาศแยกจากกันนั้นเลื่อนไปด้านหลัง ทำให้ชั้นของอากาศใกล้ผิวยานพาหนะ (Boundary layer) นั้นยังคงสัมผัสกับพื้นผิวในระยะที่มากขึ้น ทำให้ระลอกอากาศ (Wake) ที่เกิดขึ้นด้านหลังยานพาหนะนั้นลดลง ทำให้การไหลของอากาศไหลตามรูปของตัวยานมากขึ้น ส่งผลให้เกิดแรงต้านการเคลื่อนที่น้อยลง ผลการทดลองที่ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าสามารถลดแรงต้านอากาศโดยเปลี่ยนทิศทางการไหลของอากาศได้ ดังผลการทดลองหนึ่งคือ สามารถลดการต้านทานอากาศลงไปได้ 22.6 % จากการออกแบบจำลองที่มีรูปร่างคล้ายยานพาหนะที่มีหลุมรัศมี 4.7 mm อยู่บริเวณค่อนไปท้ายยาน จำนวนหลุม 2 แถว เมื่อเทียบกับแบบจำลองที่ไม่ได้รับการพัฒนา ที่ความเร็วลมเดียวกันคือ 17 m/s
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ เป็นหน่วยงานของรัฐที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำเว็บไซต์คลังความรู้ SciMath เพื่อส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีทุกระดับการศึกษา โดยเน้นการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นหลัก หากท่านพบว่ามีข้อมูลหรือเนื้อหาใด ๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุด
The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Ministry of Education, a non-profit organization under the Thai government, developed SciMath as a website that provides educational resources in Science, Mathematics and Technology. IPST invites visitors to use its online resources for personal, educational and other non-commercial purpose. If there are any problems, please contact us immediately.
Copyright © 2018 SCIMATH :: คลังความรู้ SciMath. Terms and Conditions. Privacy. , All Rights Reserved.
อีเมล: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (ให้บริการในวันและเวลาราชการเท่านั้น)