Аеродинаміка


Аеродинаміка 

Аеродина́міка (від аеро… і динаміка) — розділ механіки, в якому вивчають закономірності рухів газів та твердих тіл у газах. Як самостійний розділ аеродинаміка сформувалася на початку 20 ст. у зв’язку з розвитком авіації. Основні співвідношення аеродинаміки виводять на базі модельних уявлень про суцільне середовище з використанням основних законів класичної механіки Ньютона. Специфічні явища, пов’язані з рухом тіл у газах з малою густиною, вивчають в аеродинаміці розріджених газів. В аеродинаміці вивчають т. зв. дозвукові рухи (рухи, в яких швидкості частинок газу або точок тіла, що рухається в газі, не перевищують швидкості звуку в ньому). Для повітря поблизу поверхні Землі ця величина близька до 340 м/с (1 200 км/год). На базі механіки Ньютона основні співвідношення аеродинаміки залишаються у вигляді диференціальних рівнянь щодо таких фізичних характеристик, як складові швидкості частинок газу й напруження взаємодії між ними. Співвідношення 2-го Ньютона закону та суцільності середовища доповнюються рівняннями стану, що відображають фізичні властивості газу. Залежно від мети дослідження, характеристик процесів у аеродинаміці широко використовують кілька фізичних моделей. Для вивчення простих ситуацій, пов’язаних з відносно малими швидкостями руху, часто використовують модель нестисливого газу, якщо швидкості великі — модель ідеального стисливого газу, яка є основою співвідношень, що описують поширення звукових хвиль у газі. Вивчення закономірностей поширення звукових хвиль — основний зміст акустики. Модельне уявлення про ідеальний газ пов’язане з нехтуванням його в’язкістю. Урахування останньої необхідне для розрахунків аеродинамічного опору, характеристик приграничного шару, процесів тепловіддачі тощо. Розвиток досліджень у галузі аеродинаміки стимулюється потребами багатьох сфер людської діяльності, передусім — авіації та ракетно-космічної техніки. Щодо останньої важливого значення набув такий розділ аеродинаміки як аеродинаміка розріджених газів. Закономірності руху газів широко застосовують для створення різних систем для надування газів, вітрових енергоустановок. Особливе значення мають роботи в галузі аеродинаміки, пов’язані з прикладною метеорологією, розробленням методів прогнозування погоди, керуванням атмосферними процесами. Для розв’язання конкретних завдань аеродинаміки використовується широка гама теоретичних і експериментальних методів. Особливого значення набули методи прямого чисельного моделювання рівнянь аеродинаміки. Поряд з аналітичними та чисельними методами важливе значення має аеродинамічний експеримент. Значну частину експериментальних робіт, особливо пов’язаних з літакобудуванням, проводять з використанням аеродинамічних труб (рур).

Література

  1. Басс В. П. Молекулярная газовая динамика и ее приложения в ракетно-космической технике. Київ : Наукова думка, 2008. 272 с.
  2. Лебедь В. Г., Миргород Ю. І., Українець Є. О. Аерогідрогазодинаміка. Харків : ХУПС ім. Івана Кожедуба, 2011. 415 с.
  3. Обуховский А. Д. Аэродинамика воздушного винта. 2-е изд. Новосибирск : Издательство НГТУ, 2016. 80 с.

Автор ВУЕ