공기 역학이라는 말은 어떤 것을 보고 알수 있나요?

Question

안녕하세요

요즘 대부분 자동차가 나올때 공기역학적 디자인이라고 하면서 출시됩니다.

제조사마다 차량모양이 전부 개성있는데 이 공기역학이라는 디자인은 어떤 점을 보고 알 수 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

공기역학적으로 저항을 덜 받는 구조로 만든 것을 뜻합니다.

그래서 직선보단 유선형이 좀더 저항이 덜하고 자체가 낮을수록 저항이 덜합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

자동차는 결국 공기의 힘과 흐름을 다루는 학문을 적극 활용해서 디자인 할 수밖에 없는데, 그것이 바로 ‘공기 역학’입니다. 이 공기 역학이 적용되는 부분을 알아 보겠습니다. 주행 중인 자동차에 바람으로 인한 공기저항이 생기면서 저항력이 발생합니다. 쉽게 말하자면 ‘맞바람’이죠. 이 맞바람이 강해지면 비바람 치는 날 우산 쓰고 가기 힘든 느낌처럼, 자동차가 앞으로 나아가는데 큰 방해를 받게 됩니다. 때문에 자동차의 앞면은 최대한 바람과 맞닿는 면적을 최소화하는 디자인을 선택하게 되는데, 특히 보행자의 안전과 공기 저항을 고려하게 됩니다. 요즘 차량들의 앞면을 보면 둥그렇고 비교적 날렵한 모습인데, 이 부분이 공기 역학을 고려한 디자인이다. 이외에도 범퍼 에어덕트를 통해 바람의 흐름을 최대한 흘려보내 저항을 최소화하고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

유체역학의 한 부문으로, 기류를 대상으로 하는 학문으로 비행기의 운전과 깊은 관련이 있다. 음속과 기류의 속도의 비율에 따라 공기의 압축성을 고려하여 연구한다.

항공기의 응용이 특히 중요하므로 항공역학이라고도 한다. 기류의 속도가 음속의 1/2 이하일 때 공기의 압축성은 무시해도 되므로 연구대상에서 제외시키고, 음속의 1/2 이상일 때 압축할 수 있고 점성을 가진 연속체로서 공기를 다루며, 그 속도범위에 따라 아음속(亞音速)·천음속(遷音速)·초음속 및 극초음속의 공기역학으로 나눈다.

한편, 다루는 대상에 따라 날개의 성질을 다루는 날개이론, 프로펠러나 헬리콥터의 회전날개를 다루는 회전날개이론, 진동하는 물체에 작용하는 공기력을 논하는 비정상(非定常) 공기역학, 점성과 그 결과로서 발생하는 난류(亂流)를 다루는 경계층이론 및 난류이론 등 여러 종류가 있다.

Answer 4

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

자동차의 형태에따라 공기저항성이 달라질 수 있기에, 주행시 이러한 바람의 흐름인 공기역학을 계산하여 디자인하게됩니다.

공기저항성이 낮을수록 연비가 줄어들게됩니다.

보통 유선형태의 차체나 전면부에 공기통로 등으로 조절하기도합니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

자동차의 공기역학적 디자인은 주로 차량의 외형과 디테일에 적용되는 여러 가지 요소들을 통해 알 수 있습니다. 이러한 디자인 요소들은 차량의 공기 저항을 최소화하고, 안정성과 연비를 향상시키는 데 도움을 줍니다.

1. 스트림라인 형태: 공기역학적으로 가장 효율적인 형태로, 차량의 전면과 후면을 부드럽고 순환적인 곡선으로 디자인합니다.

2. 에어로 다이나믹 그릴: 차량 전면에 위치한 그릴은 공기 흐름을 조절하여 냉각과 공기 저항을 최적화합니다.

3. 스포일러: 차량 후면에 부착되는 스포일러는 공기 흐름을 조절하여 차량의 안정성을 향상시키고 공기 저항을 줄입니다.

4. 에어커튼: 차량의 앞 유리와 측면 유리 사이에 위치한 작은 슬릿이나 장치로, 공기 흐름을 유도하여 공기 저항을 줄입니다.

5. 언더트레이: 차량의 바닥면에 부착되는 평탄한 패널로, 공기 흐름을 안정화하고 차량의 안정성과 연비를 향상시킵니다.

Answer 6

안녕하세요. 장준원 과학전문가입니다.

비행기의 airfoil 형상이 가장 잘 나타나있는데요. 자동차 기준으로 말씀드리자면 차 앞부터 뒷면까지의 윤곽이 이어지게끔 매끄러운 디자인이 보통 반영되어 있습니다. 예를 들어 차가 각형으로 각지게 디자인이 되어 있다면 공기마찰이 일어나기 좋고 형상에 따라 와류가 일어날 수 있기에 보다 air flow가 좋지 않게 됩니다.

Answer 7

안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.

공기역학적 디자인은 물체나 시스템이 공기의 움직임과 상호작용을 최적화하기 위한 디자인 원칙과 기술을 적용하는 것을 말합니다. 이는 주로 차량, 항공기, 건물, 운동용품, 그리고 다양한 제품 및 시스템의 성능 향상을 목표로 합니다. 공기역학적 디자인은 공기 흐름, 압력 분포, 억제 및 감소를 통해 끌어들이는 효과를 연구하고 적용함으로써 효율성, 안정성 및 성능을 향상시키는데 중점을 둡니다.

자동차 디자인에서 공기역학적인 형태는 주로 아래와 같은 특징을 가지고 있습니다.

에어로다이내믹 디자인:

차량의 외형이 공기 흐름을 부드럽게 안내하고 저항을 최소화하도록 디자인됨. 이것은 주로 곡선, 스트림라인 형태를 가지며, 공기 저항을 줄여 연료 효율성을 향상시키는 데 도움을 주게됨

이러한 디자인 원칙은 주행 안전성, 연료 효율성 및 주행 안정성을 향상시키기 위해 자동차 디자이너들에 의해 고려되며, 실제로 실제 차량 디자인에 적용됩니다.

Answer 8

안녕하세요. 조혜은 과학전문가입니다.

자동차에 있어 공기역학이 사실 적요되지 않는 부분이 없을 정도로 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 일단 공기역학이라는것에서 자동차에 가해지는 여러가지 힘에 대해 알 수 있는데 첫째로 차가 앞으로 나아갈때 엔진의 추진력과 바퀴의 마찰력, 그리고 자동차 표면과 공기가 부딪혀서 발생하는 마찰력, 또한 추진력에 따른 차가 공중으로 상승하려고 하는 응력, 그리고 자동자 전체에 작용하는 지구의 중력 등이 있습니다. 이때 자동차의 표면과 공기가 닿는 모든 부분을 공기역학이 적용된 부분이라 할 수 있는데 공기가 차량의 추진력을 방해하지 않도록, 자연스럽게 지나갈수 있는 유선형의 모양 자체가 공기역학 디자인 입니다. 시제품 단계에서 실제로 눈에보이는 연기를 차체에 흘려보내 공기가 얼마나 자연스럽게 흐르는지 눈으로 확인을 하기도 합니다. 이러한 공기역학 디자인에 따라 차량의 연비가 달라지기 때문에 갈수록 그 영향이 커지고 있습니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다:)