A gázdinamika (vagy gázdinamika ) a mechanikának egy olyan része, amely a gáznemű közeg mozgásának törvényeit és a benne mozgó szilárd testekkel való kölcsönhatását vizsgálja. Gyakrabban aerodinamika néven található (az ógörögül ἀηρ - levegő és δύναμις - erő), de nemcsak az aerodinamikát, hanem a tulajdonképpeni gázdinamikát is magában foglalja. Ez utóbbi történetileg az aerodinamika továbbfejlesztéseként és általánosításaként keletkezett, és ezért gyakran egyetlen tudományról beszélnek - az aerogázdinamikáról. A fizika részeként az aerogázdinamika szorosan kapcsolódik a termodinamikához és az akusztikához .
A modern értelemben vett aerodinamika formális tanulmányozása a tizennyolcadik században kezdődött, bár az olyan alapvető fogalmak megfigyeléseit, mint az aerodinamikai ellenállás, már jóval korábban leírták. A korai aerodinamikai kutatások nagy része a repülőgép-repülés elérésére irányult, amit először Otto Lilienthal mutatott be 1891-ben [1] . Azóta az aerodinamika matematikai elemzésen, empirikus közelítéseken, szélcsatornás kísérleteken és számítógépes szimulációkon keresztül történő alkalmazása racionális alapot teremtett a repülőgép-repülés és számos más technológia fejlesztéséhez. A közelmúltban végzett aerodinamikai munkák az összenyomható áramlással, turbulenciával és határrétegekkel kapcsolatos problémákra összpontosítottak.
A hidroaeromechanika olyan ága, amely a levegő mozgásának törvényeit és a mozgáshoz viszonyított testek felületén fellépő erőket vizsgálja. Az aerodinamikában a szubszonikus sebességű mozgást veszik figyelembe, azaz normál körülmények között 340 m / s-ig (1200 km / h).
Alkalmazott aerodinamikai problémák:
Az aerodinamika egy speciális része - a repülőgép aerodinamikája - aerodinamikai számítási módszereket dolgoz ki, és meghatározza a repülőgép egészére és annak részeire - szárnyra , törzsre , tollazatra stb. - ható aerodinamikai erőket és nyomatékokat. a repülőgépről, propellerelméletről, szárnyelméletről. Speciális szakasz- repülési dinamika foglalkozik a légijárművek változó, nem álló mozgásmódjával kapcsolatos problémákkal .
Az aerodinamika eredményei változatos alkalmazásokat találnak a repülőgépgyártásban , a repülőgépgyártásban , az autóiparban és a különféle repülőgépekben .
Nyikolaj Jegorovics Zsukovszkij nagy orosz tudóst a modern aerodinamika és aerohidrodinamika megalapítójának tartják . [2] 1902-ben a Moszkvai Egyetem gépészeti irodájában egy szívó típusú szélcsatorna építését irányította, amelyben egy axiális ventilátor 9 m/s sebességű légáramot hozott létre. 1904-ben ő vezette Európa első aerodinamikai intézetét, amelyet D. P. Ryabushinsky költségén hoztak létre a Moszkva melletti Kuchino faluban . 1905. november 15-én Nyikolaj Jegorovics Zsukovszkij egy képletet adott az emelés kiszámítására, amely a repülőgép minden aerodinamikai számításának alapja. [3] 1918-tól a TsAGI -t ( Central Aerohydrodynamic Institute ) vezette.
A gázdinamika az aerodinamika továbbfejlesztéseként jött létre, és olyan helyzetekkel foglalkozik, amelyekben a körülmények jelentősen eltérnek a normáltól .
A klasszikus aerodinamikától eltérően a gázdinamika olyan problémákkal foglalkozik, amelyekben a gáz összenyomhatósága a viselkedését befolyásoló jelentős tényezővé válik. Mindenekelőtt a hangsebességhez közeli vagy azt meghaladó sebességű gázáramok mozgásával kapcsolatos problémák a gázban, ami jelentős nyomásesések és lökéshullámok megjelenéséhez vezet . Egy másik példa a gáznemű közegben zajló folyamatok, amelyek exoterm ( égés , robbanás ) vagy endoterm ( disszociáció ) kémiai reakciókat kísérnek : ezekben az esetekben a gáz átlagos molekulatömegének változása és az energiafelszabadulási folyamatok miatt az ideális gázmodell nem megfelelő. alkalmazható.
A gázdinamika megjelenése a 19. század közepére és második felére nyúlik vissza, és K. Doppler , G. Riemann , E. Mach , W. J. Rankin és P.-A. alapvető munkáihoz kötődik. Hugonio [4] . A mechanikának ez a része a 20. században gyors fejlődést tapasztal; a gázdinamika fejlesztéséhez jelentős mértékben hozzájáruló tudósok sok neve közül meg kell említenünk S. A. Chaplygint , J. Taylort , L. I. Sedovot , Ya. B. Zeldovichot .
| A mechanika szakaszai | |
|---|---|
| Continuum mechanika | |
| elméletek | |
| alkalmazott mechanika | |