Газодинамика

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Конденсация пара в сверхзвуковых областях с пониженной температурой при околозвуковом полете. В задней части облака (на фотографии не видна) образуются ударные волны, в которых поток тормозится (эффект Прандтля — Глауэрта)

Газодина́мика (или га́зовая дина́мика) — раздел механики, изучающий законы движения газообразной среды и её взаимодействия с движущимися в ней твёрдыми телами. Чаще встречается под названием аэродина́мика (от др.-греч. ἀηρ — воздух и δύναμις — сила), но включает в себя не только аэродинамику, но и собственно газовую динамику. Последняя исторически возникла как дальнейшее развитие и обобщение аэродинамики, и именно поэтому часто говорят о единой науке — аэрогазодинамике. Как часть физики, аэрогазодинамика тесно связана с термодинамикой и акустикой.

Аэродинамика[править | править вики-текст]

Раздел гидроаэромеханики, в котором изучаются законы движения воздуха и силы, возникающие на поверхности тел, относительно которых происходит его движение. В аэродинамике рассматривают движение с дозвуковыми скоростями, т. е. в нормальных условиях до 340 м/с (1200 км/ч).

Прикладные задачи аэродинамики:

  • распределение давления на поверхности тела;
  • определение сил и моментов, действующих на обтекаемое газом тело;
  • распределение скоростей в воздушном потоке, обтекающем тело;
  • расчёт вентиляции;
  • расчет пневмотранспорта.

Специальный раздел аэродинамики — аэродинамика самолёта — занимается разработкой методов аэродинамического расчёта и определением аэродинамических сил и моментов, действующих на самолёт в целом и на его части — крыло, фюзеляж, оперение и т. д. К аэродинамике самолёта относят: расчёт устойчивости, балансировки самолёта, теорию воздушных винтов, теорию крыла. Вопросы, связанные с изменяющимся нестационарным режимом движения летательных аппаратов, рассматриваются в специальном разделе — динамике полёта.

Результаты аэродинамики находят многообразные применения в самолётостроении, авиастроении, автомобилестроении и в различных летательных аппаратах.

Газовая динамика[править | править вики-текст]

Основатель аэрогидродинамики Николай Жуковский на почтовой марке. 1963

Газовая динамика возникла как дальнейшее развитие аэродинамики и имеет дело с ситуациями, в которых условия существенно отличаются от нормальных.

В отличие от классической аэродинамики, газовая динамика имеет дело с такими задачами, в которых сжимаемость газа становится существенным фактором, влияющим на его поведение. В первую очередь, это — задачи о движении газовых потоков со скоростями, близкими или превышающими скорость звука в газе, что приводит к появлению значительных перепадов давления и ударных волн. Другим примером служат те процессы в газовых средах, которые сопровождают экзотермическими (горение, взрыв) или эндотермическими (диссоциация) химическими реакциями: в этих случаях из-за изменения средней молекулярной массы газа и процессов энерговыделения модель идеального газа неприменима.

Возникновение газовой динамики относится к середине и второй половине XIX века и связано с основополагающими работами Х. Допплера, Г. Римана, Э. Маха, У. Дж. Ранкина и П.-А. Гюгонио[1]. Бурное развитие данный раздел механики переживает в XX веке; среди многих имён учёных, внёсших значительный вклад в развитие газовой динамики, следует назвать С. А. Чаплыгина, Дж. Тейлора, Л. И. Седова, Я. Б. Зельдовича.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Тюлина И. А.  История и методология механики. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. — 282 с. — С. 235.

Литература[править | править вики-текст]

  • Годунов С. К., Забродин А. В., Иванов М. Я., Крайко А. Н., Прокопов Г. П.  Численное решение многомерных задач газовой динамики. — М.: Наука, 1976. — 400 с.
  • Дейч М. Е.  Техническая газодинамика. — М.: Энергия, 1974.
  • Дейч М. Е., Филиппов Г. А.  Газодинамика двухфазных сред. — М.: Энергоатомиздат, 1981.
  • Дейч М. Е., Зарянкин А. Е.  Гидрогазодинамика. — М.: Энергоатомиздат, 1984.
  • Киреев В. И., Войновский А. С.  Численное моделирование газодинамических течений. — М.: Изд-во МАИ, 1991. — 254 с. — ISBN 5-7035-0148-2.
  • Крайко А. Н.  Вариационные задачи газовой динамики. — М.: Наука, 1979. — 447 с.
  • Мизес Р.  Математическая теория течений сжимаемой жидкости. — М.: ИИЛ, 1961. — 588 с.
  • Соу С.  Гидродинамика многофазных сред. — М.: Мир, 1971.
  • Falkovich G. Fluid Mechanics, a short course for physicists. — Cambridge University Press, 2011. — ISBN 978-1-107-00575-4.

Ссылки[править | править вики-текст]