aerodinamik

Uyandırma girdapları , aerodinamik bir etki

Aerodinamik ( eski Yunanca ἀήρ aer , hava ve δύναµις dynamis , kuvvet ) akışkan dinamiğinin (akışkan dinamiği) bir parçasıdır ve cisimlerin hava veya sıkıştırılabilir gazlardaki davranışını tanımlar ; ikincisi ayrıca gaz dinamiği olarak da adlandırılır . Akışkanlar dinamiğinin ikinci alt alanı olan hidrodinamik ise sıvılarla ilgilidir .

Aerodinamik gibi güçleri tarif dinamik asansör etkinleştirmek uçağı , örneğin , hiç sinek veya yelkenli gemiler için yelken rüzgarın yardımıyla suyun içinden . İnşaat mühendisliği veya araç yapımı gibi diğer birçok teknoloji alanı aerodinamik ile uğraşmak zorundadır.

spesiyaller

Aerodinamik, akışkanlar mekaniğinin (Akışkanlar Dinamiği dahil) bir alt alanıdır ve farklı alanlarda uzmanlaşmış birkaç özel ilgi alanı içerir:

  • Kanat teorisi: yoğun gazda bir kanadın hareketleri
  • Uzay aerodinamiği: Bu alan, uçuş ve uzay aracının yeniden girişi sırasında aerodinamik ile ilgilenir.
  • Süpersonik aerodinamik: sesten daha hızlı hareket eden füzeler (Mach 1'den Mach 3'e kadar)
  • Hipersonik aerodinamik: yoğun gazlarda çok yüksek hızda hareket eden füzeler (Mach 3+)
  • Sınır katman teorisi : Vücudun etrafındaki yakın çekim alanındaki sıkı oturan katman olarak kabul edilir.
  • Türbinlerin ve rüzgar türbinlerinin aerodinamiği
  • Yelken fiziği : Bir yelkenli gemi tasarlarken, yelken etrafındaki akış koşulları ve teknenin hidrodinamiği dikkate alınmalıdır.

teorik modeller

Bir hidrofilin etrafındaki akım. Bu sıkıştırılamaz akış, Euler denklemlerini sağlar.

En kapsamlı modeli olan Navier-Stokes denklemleri . Newton sıvısını tamamen tanımlayan 2. mertebeden doğrusal olmayan kısmi diferansiyel denklemler sistemidir . Özellikle türbülans ve hidrodinamik sınır tabakası da dahildir.

Daha basit bir model , ihmal edilen sürtünme nedeniyle sınır tabakasını haritalamayan ve ayrıca herhangi bir türbülans içermeyen Euler denklemleridir ; bu, örneğin bir stall'ın bu model kullanılarak simüle edilemeyeceği anlamına gelir . Denklemleri anlamlı bir şekilde çözmek için bunun için çok daha kaba ızgaralar uygundur. Buna karşılık, Euler denklemleri, akışın sınır tabakasının önemli bir rol oynamadığı kısımları için çok uygundur.

Son olarak, potansiyel denklemleri özellikle kaba tahminler yapılacaksa kullanışlıdır. Onlarla, entropinin sabit olduğu varsayılır, bu da entropi bunlarda süreksiz olduğu için güçlü şok dalgalarının oluşamayacağı anlamına gelir.

kullanmak

Günümüzde uçak ve araçların aerodinamik tasarımı ağırlıklı olarak bilgisayar üzerinden yapılmaktadır. Sayısal akış simülasyonu (CFD) , gerçek akış süreçleri için iyi yaklaşımların bilgisayar destekli işlemlerle karşılık gelen hesaplama çabasıyla elde edilebildiği büyük önem taşımaktadır . Nedeniyle meydana fenomenlerin karmaşıklığına birçok uygulama için, ölçümler de rüzgar tünelleri olan tasarım doğrulamak için gerekli.

Edebiyat

  • Cameron Tropea: Aerodinamik I ve II, Araştırma Raporları Akışkanlar Mekaniği ve Aerodinamik , Shaker, Aachen 2004, ISBN 3-8322-3255-9
  • Reinhard Kutter: Uçak aerodinamiği - teknik çözümler ve yapısal tasarım. Motorbuch, Stuttgart 1990, ISBN 3-87943-956-7
  • Czesław A. Marchaj: Yelkenin aerodinamiği ve hidrodinamiği. Delius Klasing , Bielefeld 1991, ISBN 3-7688-0729-0
  • Theodore von Kármán : Aerodinamik - tarihsel gelişimin ışığında seçilmiş konular. Interavia, Cenevre 1956
  • Ludwig Prandtl : Hidrodinamik ve aerodinamik üzerine dört inceleme. Aerodinamik Araştırma Enstitüsü tarafından kendi kendine yayınlandı, Göttingen 1944.
  • John D. Anderson: Bir aerodinamiğin tarihi ve bunun uçan makineler üzerindeki etkisi. Cambridge University Press, Cambridge 2000, ISBN 0-521-45435-2
  • Rose McCallen: Ağır araçların aerodinamiği - kamyonlar, otobüsler ve trenler. Springer, Berlin 2004, ISBN 978-3-540-22088-6
  • J. Gordon Leishman: Helikopter aerodinamiğinin ilkeleri. Cambridge University Press , Cambridge 2000, ISBN 0-521-66060-2
  • John D. Anderson: Aerodinamiğin temelleri. McGraw-Hill, Boston 2007, ISBN 978-0-07-125408-3
  • John J. Bertin, Russell M. Cummings: Mühendisler için aerodinamik. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ 2009, ISBN 978-0-13-235521-6
  • Alois P. Schaffarczyk: Rüzgar Türbini Aerodinamiğine Giriş. Springer, Berlin, 2014, ISBN 978-3-642-36408-2

İnternet linkleri

Commons : Aerodinamik  - resim, video ve ses dosyalarının toplanması
Vikisözlük: Aerodinamik  - anlam açıklamaları, kelime kökenleri, eş anlamlılar, çeviriler