Dinamica gazelor (sau dinamica gazelor ) este o secțiune a mecanicii care studiază legile mișcării unui mediu gazos și interacțiunea acestuia cu corpurile solide care se mișcă în el. Se găsește mai des sub denumirea de aerodinamică (din greaca veche ἀηρ - aer și δύναμις - forță), dar include nu numai aerodinamica, ci și dinamica gazelor propriu-zisă. Acesta din urmă a apărut din punct de vedere istoric ca o dezvoltare și o generalizare ulterioară a aerodinamicii și de aceea se vorbește adesea despre o singură știință - aerogasdinamica. Ca parte a fizicii, aerogasdinamica este strâns legată de termodinamică și acustică .
Studiul formal al aerodinamicii în sensul modern a început în secolul al XVIII-lea, deși observațiile unor concepte fundamentale precum rezistența aerodinamică au fost descrise mult mai devreme. Majoritatea cercetărilor timpurii în aerodinamică au avut ca scop realizarea zborului cu avionul, ceea ce a fost demonstrat pentru prima dată de Otto Lilienthal în 1891 [1] . De atunci, utilizarea aerodinamicii prin analize matematice, aproximări empirice, experimente în tunelul de vânt și simulări pe computer a format o bază rațională pentru dezvoltarea zborului aeronavei și a unui număr de alte tehnologii. Lucrările recente în aerodinamică s-au concentrat asupra problemelor legate de fluxul compresibil, turbulența și straturile limită.
O ramură a hidroaeromecanicii care studiază legile mișcării aerului și forțele care apar pe suprafața corpurilor în raport cu care se mișcă. În aerodinamică, se ia în considerare mișcarea la viteze subsonice, adică în condiții normale, până la 340 m/s (1200 km/h).
Probleme aplicate de aerodinamică:
O secțiune specială de aerodinamică - aerodinamica aeronavei - dezvoltă metode de calcul aerodinamic și determină forțele și momentele aerodinamice care acționează asupra aeronavei în ansamblu și asupra părților sale - aripă , fuselaj , penaj etc. Aerodinamica aeronavei include: calculul stabilității, echilibrarea a aeronavei, teoria elicei, teoria aripilor. Problemele legate de schimbarea modului de mișcare non-staționar al aeronavei sunt luate în considerare într-o secțiune specială - dinamica zborului .
Rezultatele aerodinamicii găsesc diverse aplicații în construcția de avioane , construcțiile de aeronave , industria auto și în diverse avioane .
Marele om de știință rus Nikolai Yegorovich Jukovsky este considerat fondatorul aerodinamicii și aerohidrodinamicii moderne . [2] În 1902, a supravegheat construcția unui tunel de vânt de tip aspirație la biroul mecanic al Universității din Moscova, în care un ventilator axial a creat un flux de aer cu o viteză de până la 9 m/s. În 1904, a condus primul institut aerodinamic din Europa, creat pe cheltuiala lui D.P. Ryabushinsky în satul Kuchino, lângă Moscova. La 15 noiembrie 1905, Nikolai Yegorovich Jukovsky a dat o formulă pentru calcularea portanței, care stă la baza tuturor calculelor aerodinamice ale unei aeronave. [3] Din 1918 a condus TsAGI ( Institutul Central Aerohidrodinamic ).
Dinamica gazelor a apărut ca o dezvoltare ulterioară a aerodinamicii și se ocupă de situații în care condițiile diferă semnificativ de cele normale .
Spre deosebire de aerodinamica clasică, dinamica gazelor se ocupă de probleme în care compresibilitatea unui gaz devine un factor semnificativ care influențează comportamentul acestuia. În primul rând, acestea sunt probleme legate de mișcarea fluxurilor de gaz cu viteze apropiate sau depășind viteza sunetului într-un gaz, ceea ce duce la apariția unor căderi semnificative de presiune și unde de șoc . Un alt exemplu sunt acele procese în medii gazoase care însoțesc reacțiile chimice exoterme ( combustie , explozie ) sau endoterme ( disociere ) : în aceste cazuri, din cauza modificărilor greutății moleculare medii a proceselor de eliberare a gazului și a energiei, modelul de gaz ideal nu este aplicabil.
Apariția dinamicii gazelor datează din mijlocul și a doua jumătate a secolului al XIX-lea și este asociată cu lucrările fundamentale ale lui K. Doppler , G. Riemann , E. Mach , W. J. Rankin și P.-A. Hugonio [4] . Această secțiune de mecanică se confruntă cu o dezvoltare rapidă în secolul al XX-lea; dintre numeroasele nume de oameni de știință care au contribuit semnificativ la dezvoltarea dinamicii gazelor, ar trebui să-i menționăm pe S. A. Chaplygin , J. Taylor , L. I. Sedov , Ya. B. Zeldovich .
| Secțiuni de mecanică | |
|---|---|
| Mecanica continuului | |
| teorii | |
| mecanica aplicata | |