De Bernoulli la ecuación y marcos de referencia

Question

Así que estaba pensando en esto mientras conducía a casa el otro día.

Nunca he sido muy claro sobre qué cuando conduzca con las ventanas abajo el aire entra en su coche. Pensé que esto podría ser explicado por Bernoulli la ecuación para flujo incompresible, pero me encontré con lo que parece ser una contradicción. Si consideramos que el problema de la referencia del coche, el aire en el coche está parado y el aire en el exterior, el coche tiene una cierta velocidad. Entonces, de Bernoulli la ecuación implica que la presión exterior del coche es menor que en el interior del coche. Sin embargo, si tomamos el marco de referencia de la carretera, el aire en el coche se está moviendo y, a continuación, la presión en el lado del coche es menor. Intuitivamente, esta segunda situación parece ser correcta, ya que el aire aparentemente fluye en el coche (de alta presión a las de baja presión). Sin embargo, parece haber una contradicción, ya que el gradiente de presión depende del marco de referencia. Así que mi pregunta es ¿qué ha ido mal aquí? Es esta una situación en la que el principio de bernoulli, simplemente no es aplicable? ¿Puedo hacer algún tipo de error en mi aplicación de este principio? Cualquier ayuda es muy apreciada. Gracias.

Answer 1

De Bernoulli la ecuación es marco-dependientes como el siguiente trabajo muestra de una forma agradable

La ecuación de Bernoulli en un marco de referencia en movimiento

PDF aquí

La esencia del argumento es darse cuenta de que en un marco donde los obstáculos, alrededor de la cual el fluido se mueve, no es estacionaria, estas superficies no-cero de trabajo. Y uno debe tener en cuenta para este trabajo se realiza cuando el uso de la ecuación de Bernoulli.

Una mejor manera es mirar a la generalización de la ecuación de Bernoulli como se ha hecho aquí, que también cubre los líquidos viscosos.

Answer 2

Me imagino que la turbulencia es la mayor fuente de movimiento de aire en un coche. Aunque el flujo de aire sobre un moderno coche es bastante suave, tan pronto como usted abra una ventana por la que va a iniciar la generación de vórtices en el borde de la ventana. Si has estado alguna vez en un coche con un fumador (ugh!) usted sabrá que el flujo de aire en el interior cuando las ventanas están abiertas es bastante turbulento. Ciertamente no es un flujo uniforme a través del interior del coche.

Probablemente, hay una red de flujo de aire a través del coche porque el flujo de aire no es el mismo en todo el coche y por lo tanto la presión no es la misma alrededor de su coche. Me imagino la tasa de flujo de aire a través del coche a partir de esta fuente es bastante bajo, especialmente en comparación con la velocidad del coche.