aerodinamica
Aerodinamica (din greaca veche ἀήρ aer , air și δύναµις dynamis , forță ) face parte din dinamica fluidelor (dinamica fluidelor) și descrie comportamentul corpurilor în aer sau gaze comprimabile ; aceasta din urmă este denumită și dinamica gazelor . A doua sub-zonă a dinamicii fluidelor, hidrodinamica , pe de altă parte, se referă la lichide .
Aerodinamica descrie forțele, cum ar fi ridicarea dinamică , care permit aeronavelor , de exemplu , să zboare sau navelor care navighează să navigheze prin apă cu ajutorul vântului . Multe alte domenii ale tehnologiei, cum ar fi ingineria civilă sau construcția de vehicule , trebuie să se ocupe de aerodinamică.
Specialități
Aerodinamica este un sub-domeniu al mecanicii fluidelor (inclusiv dinamica fluidelor) și conține mai multe domenii de interes special care s-au specializat în diferite domenii:
- Teoria aripii: mișcările unei aripi în gaz dens
- Aerodinamica spațială: Această zonă se ocupă cu aerodinamica în timpul zborului și a reintrării navei spațiale
- Aerodinamică supersonică: rachete care se mișcă mai repede decât sunetul (Mach 1 până la Mach 3)
- Aerodinamică hipersonică: rachete care se mișcă cu viteză foarte mare în gaze dense (Mach 3+)
- Teoria straturilor limită : se ia în considerare stratul apropiat în zona de aproape din jurul corpului
- Aerodinamica turbinelor și a turbinelor eoliene
- Fizica navigației : La proiectarea unei nave cu vele, trebuie luate în considerare condițiile de curgere în jurul velei și hidrodinamica corpului.
Modele teoretice
Cel mai cuprinzător model este ecuațiile Navier-Stokes . Acesta este un sistem de ecuații parțiale neliniare de ordinul 2, care descriu complet un fluid newtonian . În special, turbulența și stratul limită hidrodinamic sunt, de asemenea, incluse.
Un model mai simplu sunt ecuațiile Euler , care nu mapează stratul limită din cauza fricțiunii neglijate și, de asemenea, nu conțin nicio turbulență, ceea ce înseamnă că, de exemplu, un stand nu poate fi simulat folosind acest model. Grile mult mai grosiere sunt potrivite pentru a rezolva ecuațiile într-un mod semnificativ. În schimb, ecuațiile Euler sunt foarte potrivite pentru acele părți ale fluxului în care stratul limită nu joacă un rol esențial.
În cele din urmă, ecuațiile potențialului sunt deosebit de utile atunci când urmează să se facă predicții aproximative. Cu ele, se presupune că entropia este constantă, ceea ce înseamnă că nu pot apărea unde de șoc puternice, deoarece entropia este chiar discontinuă pe acestea.
utilizare
În zilele noastre, proiectarea aerodinamică a aeronavelor și vehiculelor are loc în principal pe computer. Simularea fluxului numeric (CFD) are o mare importanță , în care se pot realiza aproximări bune pentru procesele de flux real folosind procese asistate de computer cu efortul de calcul corespunzător. Pentru multe aplicații, datorită complexității fenomenelor care apar, sunt necesare măsurători în tunelele de vânt pentru a verifica proiectarea.
literatură
- Cameron Tropea: Aerodinamica I și II, Rapoarte de cercetare Mecanica fluidelor și aerodinamica , Shaker, Aachen 2004, ISBN 3-8322-3255-9
- Reinhard Kutter: Aerodinamica avioanelor - soluții tehnice și proiectare structurală. Motorbuch, Stuttgart 1990, ISBN 3-87943-956-7
- Czesław A. Marchaj: Aerodinamica și hidrodinamica navigației. Delius Klasing , Bielefeld 1991, ISBN 3-7688-0729-0
- Theodore von Kármán : Aerodinamică - subiecte selectate în lumina dezvoltării istorice. Interavia, Geneva 1956
- Ludwig Prandtl : Patru tratate de hidrodinamică și aerodinamică. Auto-publicat de Institutul de Cercetări Aerodinamice, Göttingen 1944.
- John D. Anderson: O istorie a aerodinamicii - și impactul acesteia asupra mașinilor zburătoare. Cambridge University Press, Cambridge 2000, ISBN 0-521-45435-2
- Rose McCallen: Aerodinamica vehiculelor grele - camioane, autobuze și trenuri. Springer, Berlin 2004, ISBN 978-3-540-22088-6
- J. Gordon Leishman: Principiile aerodinamicii elicopterelor. Cambridge University Press , Cambridge 2000, ISBN 0-521-66060-2
- John D. Anderson: Fundamentele aerodinamicii. McGraw-Hill, Boston 2007, ISBN 978-0-07-125408-3
- John J. Bertin, Russell M. Cummings: Aerodinamica pentru ingineri. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ 2009, ISBN 978-0-13-235521-6
- Alois P. Schaffarczyk: Introducere în aerodinamica turbinei eoliene. Springer, Berlin, 2014, ISBN 978-3-642-36408-2
