DIE AUF DEN ZYLINDER AUSGEÜBTEN KRÄFTE
Um zu verstehen, wie sich die Asymmetrie des Druckfeldes
auf die Kraft auf den Zylinder auswirkt, zeigt die letzte Animation die
am Zylinder angreifenden Einzelkräfte in Form von Vektoren.
Jede Einzelkraft ist gegeben durch:
wobei p der Druck, der von der Oberfläche weg gerichtete
Normaleneinheitsvektor und ds der Bogen der Oberfläche
ist.
Die resultierende Kraft (die vektorielle Summe aller angreifenden
Einzelkräfte) ist Null, wenn die Zirkulation Null ist (d’Alambertsches
Paradoxon).
Wenn die Zirkulation ansteigt, ist die Komponente der
resultierenden Kraft in Richtung der gleichförmigen Strömung
immer noch Null (kein Strömungswiderstand), während eine
Komponente in Richtung senkrecht zur gleichförmigen Strömung
(Auftrieb) auftritt, die zunimmt, je größer die Zirkulation
wird.
Der Wert des Auftriebs kann analytisch bestimmt werden
(Kutta-Joukowski-Theorem) und ist