Gasdynamik (eller gasdynamik ) er en sektion af mekanik , der studerer bevægelseslovene for et gasformigt medium og dets interaktion med faste legemer, der bevæger sig i det. Det findes oftere under navnet aerodynamik (fra oldgræsk ἀηρ - luft og δύναμις - kraft), men omfatter ikke kun aerodynamik, men også gasdynamik egentlig. Sidstnævnte er historisk opstået som en videreudvikling og generalisering af aerodynamikken, og derfor taler man ofte om en enkelt videnskab - aerogasdynamik. Som en del af fysikken er aerogasdynamik tæt forbundet med termodynamik og akustik .
Det formelle studie af aerodynamik i moderne forstand begyndte i det attende århundrede, selvom observationer af grundlæggende begreber såsom aerodynamisk modstand blev beskrevet meget tidligere. Det meste af den tidlige forskning i aerodynamik var rettet mod at opnå flyflyvning, hvilket først blev demonstreret af Otto Lilienthal i 1891 [1] . Siden da har brugen af aerodynamik gennem matematisk analyse, empiriske tilnærmelser, vindtunnelforsøg og computersimuleringer dannet et rationelt grundlag for udviklingen af flyflyvning og en række andre teknologier. Nyligt arbejde inden for aerodynamik har fokuseret på problemer relateret til komprimerbart flow, turbulens og grænselag.
En gren af hydroaeromekanik, der studerer lovene for luftbevægelse og de kræfter, der opstår på overfladen af legemer i forhold til hvilke den bevæger sig. I aerodynamik betragtes bevægelse ved subsoniske hastigheder, det vil sige under normale forhold, op til 340 m / s (1200 km / t).
Anvendte problemer med aerodynamik:
En særlig sektion af aerodynamik - flyaerodynamik - udvikler metoder til aerodynamisk beregning og bestemmer de aerodynamiske kræfter og momenter, der virker på flyet som helhed og på dets dele - vinge , skrog , fjerdragt osv. Flyets aerodynamik omfatter: beregning af stabilitet, balancering af flyet, propelteori, vingeteori. Spørgsmål relateret til den skiftende ikke-stationære bevægelsesmåde for fly behandles i en særlig sektionsflyvningsdynamik .
Resultaterne af aerodynamik finder forskellige anvendelser inden for flykonstruktion , flykonstruktion , bilindustrien og i forskellige fly .
Den store russiske videnskabsmand Nikolai Yegorovich Zhukovsky betragtes som grundlæggeren af moderne aerodynamik og aerohydrodynamik . [2] I 1902 overvågede han konstruktionen af en vindtunnel af sugetypen ved Moskva Universitets mekaniske kontor, hvor en aksial ventilator skabte en luftstrøm med en hastighed på op til 9 m/s. I 1904 ledede han det første aerodynamiske institut i Europa, oprettet på bekostning af D.P. Ryabushinsky i landsbyen Kuchino nær Moskva. Den 15. november 1905 gav Nikolai Yegorovich Zhukovsky en formel til beregning af løft, som er grundlaget for alle aerodynamiske beregninger af et fly. [3] Fra 1918 ledede han TsAGI ( Central Aerohydrodynamic Institute ).
Gasdynamik er opstået som en videreudvikling af aerodynamikken og omhandler situationer, hvor forholdene adskiller sig væsentligt fra normalt .
I modsætning til klassisk aerodynamik beskæftiger gasdynamik sig med problemer, hvor komprimerbarheden af en gas bliver en væsentlig faktor, der påvirker dens adfærd. Først og fremmest er disse problemer med bevægelsen af gasstrømme med hastigheder tæt på eller over lydhastigheden i en gas, hvilket fører til fremkomsten af betydelige trykfald og stødbølger . Et andet eksempel er de processer i gasformige medier, der ledsager eksoterme ( forbrænding , eksplosion ) eller endoterme ( dissociation ) kemiske reaktioner : i disse tilfælde, på grund af ændringer i den gennemsnitlige molekylvægt af gas- og energifrigivelsesprocesserne, er den ideelle gasmodel ikke gældende.
Fremkomsten af gasdynamikken går tilbage til midten og anden halvdel af det 19. århundrede og er forbundet med de grundlæggende værker af K. Doppler , G. Riemann , E. Mach , W. J. Rankin og P.-A. Hugonio [4] . Denne del af mekanikken oplever en rivende udvikling i det 20. århundrede; blandt de mange navne på videnskabsmænd, der har ydet et væsentligt bidrag til udviklingen af gasdynamik, bør vi nævne S. A. Chaplygin , J. Taylor , L. I. Sedov , Ya. B. Zeldovich .
| Afsnit af mekanik | |
|---|---|
| Kontinuum mekanik | |
| teorier | |
| anvendt mekanik | |