aerodinamika
Az aerodinamika (az ókori görög ἀήρ aer , air és δύναµις dynamis , erő ) része a folyadék dinamikájának (folyadékdinamika), és leírja a testek viselkedését levegőben vagy összenyomható gázokban ; ez utóbbit gázdinamikának is nevezik . A folyadékdinamika második részterülete, a hidrodinamika viszont a folyadékokkal foglalkozik .
Aerodinamikai leírja az erők, mint például a dinamikus felvonó , amely lehetővé teszi repülőgép , például , hogy repülni , vagy vitorlás hajók a vitorlával keresztül a víz segítségével a szél . Számos más technológiai területnek, például a mélyépítésnek vagy a járműgyártásnak kell foglalkoznia az aerodinamikával.
Különlegességek
Az aerodinamika a folyadékmechanika (beleértve a folyadékdinamikát is) alterülete, és számos különleges területet tartalmaz, amelyek különböző területekre specializálódtak:
- Szárnyelmélet: egy szárny mozgása sűrű gázban
- Űr-aerodinamika: Ez a terület foglalkozik az aerodinamikával repülés közben és az űrhajók visszatérésével
- Szuperszonikus aerodinamika: rakéták, amelyek gyorsabban mozognak, mint a hang (1 Mach - 3 Mach)
- Hiperszonikus aerodinamika: rakéták, amelyek nagyon nagy sebességgel mozognak sűrű gázokban (Mach 3+)
- Határréteg-elmélet : A test körüli közeli területen lévő szorosan illeszkedő réteget veszik figyelembe
- Aerodinamikai a turbinák és a szélturbinák
- A vitorlázás fizikája : A vitorlás hajó tervezésekor figyelembe kell venni a vitorla körüli áramlási körülményeket és a hajótest hidrodinamikáját .
Elméleti modellek
A legátfogóbb modell a Navier-Stokes egyenlet . Ez a 2. rendű nemlineáris parciális differenciálegyenletek rendszere, amelyek teljesen leírnak egy Newton-folyadékot . Különösen ide tartozik a turbulencia és a hidrodinamikai határréteg is .
Egyszerűbb modell az Euler -egyenletek , amelyek az elhanyagolt súrlódás miatt nem képezik le a határréteget, és nem tartalmaznak semmiféle turbulenciát, ami azt jelenti, hogy például az elakadás nem szimulálható ezzel a modellel. Sokkal durvább rácsok alkalmasak erre az egyenletek értelmes megoldása érdekében. Ezzel szemben az Euler -egyenletek nagyon alkalmasak az áramlás azon részeire, amelyekben a határréteg nem játszik alapvető szerepet.
Végül a potenciális egyenletek különösen hasznosak, ha durva előrejelzéseket kell tenni. Náluk az entrópiát állandónak feltételezik, ami azt jelenti, hogy nem fordulhatnak elő erős lökéshullámok, mivel ezeken az entrópia még megszakítás nélküli is.
használat
Napjainkban a repülőgépek és járművek aerodinamikai tervezése elsősorban a számítógépen történik. Nagy jelentőségű a numerikus áramlási szimuláció (CFD), amelyben a számítógépes folyamatok segítségével megfelelő közelítéseket lehet elérni a valós áramlási folyamatokhoz, megfelelő számítási erőfeszítéssel. Sok alkalmazás bonyolultsága miatt a jelenségek lépnek fel, mérés a szél alagutak szükségesek annak érdekében, hogy ellenőrizze a design.
irodalom
- Cameron Tropea: Aerodynamics I & II, Research Reports Fluid Mechanics and Aerodynamics , Shaker, Aachen 2004, ISBN 3-8322-3255-9
- Reinhard Kutter: Repülőgép -aerodinamika - műszaki megoldások és szerkezeti kialakítás. Motorbuch, Stuttgart 1990, ISBN 3-87943-956-7
- Czesław A. Marchaj: A vitorlázás aerodinamikája és hidrodinamikája. Delius Klasing , Bielefeld 1991, ISBN 3-7688-0729-0
- Theodore von Kármán : Aerodinamika - kiválasztott témák a történelmi fejlődés tükrében. Interavia, Genf 1956
- Ludwig Prandtl : Négy értekezés a hidrodinamikáról és az aerodinamikáról. Saját kiadója az Aerodinamikai Kutatóintézet, Göttingen 1944.
- John D. Anderson: Az aerodinamika története - és hatása a repülőgépekre. Cambridge University Press, Cambridge 2000, ISBN 0-521-45435-2
- Rose McCallen: A nehéz járművek - teherautók, buszok és vonatok - aerodinamikája. Springer, Berlin 2004, ISBN 978-3-540-22088-6
- J. Gordon Leishman: A helikopter aerodinamikájának alapelvei. Cambridge University Press , Cambridge 2000, ISBN 0-521-66060-2
- John D. Anderson: Az aerodinamika alapjai. McGraw-Hill, Boston 2007, ISBN 978-0-07-125408-3
- John J. Bertin, Russell M. Cummings: Aerodinamika mérnököknek. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ 2009, ISBN 978-0-13-235521-6
- Alois P. Schaffarczyk: Bevezetés a szélturbinák aerodinamikájába. Springer, Berlin, 2014, ISBN 978-3-642-36408-2
