【环球速看料】贵阳大冰雹毁车无数，但这辆车却变成了章丘铁锅，真能降低风阻？

2023-04-05 14:06:27 来源 : 力学Nerd王小胖

1、引言

前段时间南方冰雹，贵阳的一辆车被砸成了章丘铁锅，那一个个坑，我甚至能联想到师傅那一下下的捶打。正如评论中的网友所言，这满车的凹坑，似乎还挺有艺术感的。有网友为了劝车主保留这样的风格，甚至搬出了高尔夫效应理论，说这样可以降低风阻。“章丘铁锅”真的能够降低风阻吗？

被冰雹砸成“章丘铁锅”的车

(资料图片仅供参考)

2、风阻

什么是风阻呢？移动的物体，比如汽车、飞机、人体等，在空气之中会产生阻力。生活常识告诉我们，这个阻力跟物体体型、空气密度、速度等因素有关。科学家们通过大量的试验，发现在低速条件下，空气阻力与空气密度、迎风面积、速度平方成正比。另外，也跟物体的形状密切相关，用阻力系数来表示。

阻力公式

同等条件下，物体的外形对阻力的影响较大。比如，这是几个常见形状的风阻系数，这些系数都是通过风洞试验测算出来的。其中，风阻系数最大的是这个短圆柱体，阻力系数1.15；而最小的是这个流线型体，阻力系数0.04。

阻力系数

两者完全不在一个数量级上，这也是为什么飞机的机翼要设计成类似的流线型，它在提升升力的同时，能够极大地降低阻力。比亚迪的海豹，风阻系数达到了0.219，在满足汽车功能的同时，这个风阻系数几乎是汽车界的天花板了（有更低）。

流线型的机翼

比亚迪的气流场试验

3、高尔夫球效应

刚刚说的那些风阻系数，在风洞里面做试验的时候，其表面都是光滑的，那如果不光滑会怎么样呢？故事得从高尔夫球说起了：为了高尔夫球更加耐用，早期人们把高尔夫球的材质从皮革改成了橡胶，又轻又耐用。但是，他们发现这种光滑的橡胶球却打不远，那些人百思不得其解啊。后来，科学家们终于发现了其中的奥秘，不光滑的表面形状可以降低其阻力系数。于是，现在的高尔夫球表面，都做成了这种坑坑洼洼的样子。

高尔夫球表面

究竟为什么坑坑洼洼的表面会降低风阻系数呢？这个呢我觉得还得从鲨鱼皮肤说起。鲨鱼表面有这种一片片三叉戟般的鳞片，这能够让鲨鱼在水中游得更快。水流从一片鳞片流下来后，由于高度差的存在，会较为平稳地过渡到第二鳞片上，通过这样的接力，水流从尾部平稳地流走了。避免了尾部的水流过早地产生漩涡，从而产生低压区，引起前后的压差阻力。

鲨鱼皮肤

当然了，鲨鱼在水中游，其阻力最大的是摩擦阻力，而非压差阻力。不过，这个压差阻力在同等条件下显然也是不容忽视的。人类就仿照鲨鱼皮肤设计了鲨鱼皮肤泳衣，极大地提升了运动员的成绩。不过，这泳衣已被禁赛了。

鲨鱼皮肤泳衣

高尔夫球表面的坑也是这个原理。原本光滑的表面，气流绕过高尔夫球会形成这样的旋涡。但是由于坑的存在，气流被坑吸了过去，形成了反方向的运动轨迹，正好抵消了原本的旋涡趋势。于是，旋涡产生区被延后了，也变得更小了。由于这个旋涡区是低压区，这样前后的压差就变小了，空气阻力自然就会降了下来。

漩涡对比

4、“章丘铁锅”车的阻力

回到这辆章丘铁锅车，按照前面的理论，车表面的坑坑洼洼，似乎真的可以降低风阻。实际上不可能，原因在于车辆的外形。普通的小汽车大多都是这种外形，车的顶部略微有一些弧线，紧接着是光滑的玻璃，再往后是略微收缩的后备厢，到了最后面戛然而止。而这个戛然而止的车屁股，恰恰是气流形成漩涡的区域。

汽车外形

虽然，后备箱表面的坑洼在更高速的时候，能够让气流产生较好的依附性，但是它的形状斜向下，气流本就不易产生漩涡，尾部的漩涡区并不会发生特别巨大的改变。如果汽车的后屁股的形状，变成逐渐过渡的弧形，甚至是流线型，而非现在这种直角形，那么尾部旋涡区就可以变得更小，这样才能获得更好小的气动阻力。

5、总结

所以，汽车尾部这种垂直过渡的外形，就规定了漩涡的产生区域。汽车的气动阻力在设计之初就已经确定，后期车表面的坑坑洼洼，对这个尾部的漩涡区不会产生特别大的影响。如果车主觉得好看，就保留着，否则的话，还是早点去修一下吧。

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