Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Aerodinamik, hareket eden katı kütlelerin havayla etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Aerodinamik sözcüğü Yunancadan gelmiş olup bu bilim dalı havanın hareketi ile ilgilidir. Parçalı olarak katı bir cisim ile irtibata geçmiş olması, havanın hareketi ve uçağın kanadı gibi, buna örnek olarak gösterilebilir. Aerodinamik akışkan dinamiği ve gaz dinamiğinin bir alt dalıdır ve aerodinamiğin birçok bakış açısı, teorisi bu alanlarda ortaktır. Aerodinamik genellikle gaz dinamiği için kullanılır; gaz dinamiğinin aerodinamikten farkı, tüm gazlar için çalışması ve aerodinamik gibi yalnızca hava ile sınırlanmamış olmasıdır.
Modern olarak resmi aerodinamik çalışmaları on sekizinci yüzyılda başladı; önemli konseptlerin gözlemleri olmasına karşın, aerodinamik sürükleme gibi, çok daha önceden kaydedilmişti. İlk aerodinamik çalışmaları havadan ağır olma deneyi olarak Wilbur ve Orville Wright tarafından 1903'te yapılmıştı. Bunlardan sonra aerodinamiğin matematiksel analizleri, deneysel yakınsamalar, rüzgâr tünelleri deneyleri ve bilgisayar canlandırmaları hâlâ süren bilimsel temelleri oluşturdu. Günümüzde sürmekte olan aerodinamik çalışmaları sıkıştırılabilir akım, türbülans ve sınırlandırılmış tabakalar hakkında olmaktadır.
Çalışma alanları
Özellikle uçakların, roketlerin ve füzelerin havadaki hareketlerini belirleyen ilkeleri açıklar. Ayrıca otomobillerin, hızlı trenlerin, gemilerin tasarımıyla, köprülerin ve çok yüksek yapıların şiddetli rüzgâra dayanabilecek biçimde inşa edilmeleriyle ilgilenir.
Aerodinamik yaptığı uygulamalarla uzay mühendisliğinde çok önemlidir. Otomobilleri de içeren birçok kayda değer faktörde ve araç tasarımında etkilidir. Gemicilikte araca etki eden kuvvet ve momentlerin önceden belirlenmesinde çok önemlidir. İnşaat mühendisleri köprüler ve binalardaki rüzgâr birikmesini bulmak için aerodinamik ve aeroelastiklik kullanırlar. Şehir aerodinamiği şehir planlamacılarına çok yardımcı olur ve tasarımcılar dış mekânlardaki konforu arttırır.
Aerodinamiğe etki eden atmosferik şartlar
Hematolojik karakter
Aerodinamik karakter
- Havanın yapışkanlığı
- Havanın sıkışması
- Havanın elastikiyeti
- Havanın enerjisi
- Havanın direnci
Tarihi
Modern aerodinamik 18. yüzyıla dayanmaktadır, fakat aerodinamik kuvvetler insanlar tarafından tekneler ve rüzgâr değirmenleri için binlerce yıl konuşulmuştur ve bunun hakkındaki görüntüler ve hikâyeler tarihe kaydedilmiştir. Buna örnek, antik Yunan efsanelerinden İkarus ve Daidalos'tadır. Aristotales ve Arşimet tarafından ortaya çıkarılan sürdürülebilirlik, sürükleme ve basınç gradyanları aerodinamiğin önemli konseptlerinden birkaçıdır.
1726'da, Sör Isaac Newton hava direncini ortaya atmış ilk kişi oldu ve bu aynı zamanda Newton'un aerodinamik ile uğraşan ilk bilim insanı olarak anılmasının sebebidir. Alman ve İsviçreli matematikçi Daniel Bernoulli Newton'u 1738'de hidrodinamikte ortaya attığı sonuçlarla izledi. 1757'de, Leonard Euler ilk genel (Euler denklemlerini) ortaya koydu. Bu denklemler sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akımları açıklamaktaydı. Eular denklemleri 1800'lerdeki viskoziteyi de kapsayarak içine aldı ve Navier-Stokes denklemlerini ortaya attı. Navier-Stokes denklemleri çözmesi çok zor olan akışkan akımını kapsayan denklemlerdir.
1799'da, Sör George Cayley "uçuştaki dört aerodinamik kuvveti nitelendiren insan" sıfatını kazandı. 1781'de, ilk rüzgâr tünelini inşa etti. Bu tüneller aerodinamik kuvvetlerin yüksek kesinlikle ölçülmesini sağladı. Sürükleme teorileri Jean le Rond d'Alembert, Gustav Kirchoff ve Lord Rayleigh tarafından geliştirildi. 1889'da uçuşu gerçekleştirmek için gerekli olan gücü tahmin eden ilk kişi oldu. Otto Lilienthal başarılı bir şekilde planörle uçuşu gerçekletiren ilk kişi oldu. Bu temeller üstüne inşa edilmiş ve rüzgâr tünelleri tarafından test edilmiş bir biçimde, Wright kardeşler 17 Aralık 1903'te ilk uçağı gökyüzü ile buluşturdu.
İlk uçuşların olduğu dönemde, , ve bir şeyi havalandırabilmek için gerekli olan sirkülasyonun nasıl olması gerektiğini teorik olarak bulmuşlardır. Kutta ve Zhukovsky iki boyutlu kanat teorisinin üstüne daha çok gittiler. Ludwig Prandtl Lanchester'ın yaptığı işi genişleterek kaldırma çizgilerinin arkasındaki matematiği çıkardı.
Uçağın hızı arttıkça, tasarımcılar ses hızına yakın ya da ses hızından büyük olan hızlarda havanın sıkıştırılabilirliğiyle ilgili sorunlarla karşılaşmaya başladılar. Bu şartlar altında hava akımlarındaki farklılıklar uçak kontrol sorunları nedeniyle şok dalgalarının artması, sürüklenme ve aeroelastik çarpıntı nedeniyle yapısal tehlikelere yol açtı. Ses hızına akış hızının oranı, ses hızı üzerindeki akımın özelliklerini araştırmak için öncelikle Ernst Mach, sonra Mach sayısı seçildi. süpersonik airfoils kaldırma ve sürükleme hesaplanması üzerinde ilk çalışmaları idare ederken William John Macquorn Rankine ve Pierre Henri Sismik hızlardan türetilen, bağımsız, bir şok dalgası öncesi ve sonrası akış özellikleri için teorisini geliştirdi. Theodere von Karman ve transsonik terimini açıkladılar. Bu sürüklemenin hızlı bir şekilde olduğu bir yerdi. Sürüklemenin hızlı artışı supersonik uçuşların başarılı olup olamayacağı konusunda tartışmalara yol açtı. Ses bariyeri ilk olarak 1947'de Bell X-1 uçağı kullanılarak aşıldı.
Zamanla ses bariyeri kırıldı, çoğu subsonik ve düşük süpersonik aerodinamik bilgileri olgunlaştı. Soğuk savaş performans uçaklarının evriminde çok büyük bir ateşleyici olmuştur. Ayrıca bilgisayarlı akışkan dinamiği kompleks nesneler etrafında oluşan akış özelliklerini çözmek için olan bir çalışma olarak başlamıştır ve tünel testleriyle geliştirilmesi süren bilgisayarlı akışkan dinamiği, prensipleri kullanan araştırmalar olarak hâlen sürdürülmektedir. Süpersonik ve hipersonik bilgiler aerodinamiğin olgunlaşmasında 1960'lara kadar yardım etmiştir. Aerodinamikle çalışan bilim insanlarının dikkatleri "havanın nasıl hareket ettiği" sorusundan "havanın akışıyla nasıl araçlar üretebilir" sorusuna kaydı. Süpersonik ve hipersonik koşullarda bir uçak tasarlamak, aerodinamiğin uçak sistemlerindeki verimliliği ile aerodinamik hakkında yeni araştırmalar yapmayı ateşledi. Temel aerodinamik prensiplerinde olan önemli problemlerdeki çalışmalar sürmektedir.
Önemli konseptler
Bir nesnenin etrafındaki havanın hareketini anlayabilmek bu nesneye etki eden momentleri ve etki eden kuvvetlerin hesaplanmasını mümkün kılar. Birçok aerodinamik problemde, şu kuvvetler uçuşun önemli kuvvetlerindendir: kaldırma, sürükleme, ağırlık ve savurma. Bunlardan kaldırma ve sürükleme aerodinamik kuvvetlerdir. Yani, katı bir nesneye hava akımından oluşan kuvvetlerdir. Bu birimleri hesaplamak hava akışının sürekli olduğunu varsayarak hesaplanır. Devamlılık; akış alanları, hız, basınç, yoğunluk ve sıcaklık gibi birimlerle tanımlanır. Bu özellikler aerodinamik deneylerde doğrudan ya da doğrudan olmayan bir biçimde kütle korunumu, momentum korunumu ve hava akımındaki enerjiden ölçülür. Yoğunluk; hız ve ek özellik olan viskozite, akım alanlarını sınıflamada kullanılır.
Akım sınıflandırılması
Akış hızı hız rejimine göre akımlarını sınıflandırmak için kullanılır. Ses altı akımları tüm akışı boyunca hava hızının ses hızına yerel altında olan akış alanlardır. Transonic akış akımlarının ses altı bölgeleri ve akış hızı ses hızından daha büyük olduğu bölgeleri de içerir. Süpersonik akışlar, "akış hızı her ses hızından daha büyük olan akışlar" olarak tanımlanmıştır. Dördüncü bir sınıflandırmada hipersonik akış, akış hızı ses hızından çok daha büyüktür. Aerodinamikçiler hipersonik akış kesin tanımına katılmıyorlar.
Sıkıştırılabilirlik bir sorun olup, akışın değişen bir yoğunluğa sahip olup olmadığını belirtir. Yoğunluğunun sabit olduğu, yani subsonik akışların genellikle sıkıştırılamaz olduğu varsayılır. Transonik ve süpersonik akımlar sıkıştırılabilir ve hesaplamaları yaparken bu akış, alanlarda yoğunluk değişiklikleri ihmali sonucu yanlış sonuçlar verecektir.
Viskozite bir akış olup sürtünme kuvvetleri ile ilişkilidir. Bazı akım alanlarında, viskoz etkileri çok küçüktür, bu yüzden viskoz etkileri hesap esnasında ihmal edebilir. Bu yaklaşımlara "sürtünmesiz akımlar" denir. İhmal edilmeyen viskozite akımlarına "viskoz akışlar" denir. Son olarak, aerodinamik sorunlar da akış çevre tarafından sınıflandırılabilir. İç aerodinamik katı nesneler ile, dış aerodinamik ise geçitlerden içeriye olan akışlar ile ilgilenir. Çeşitli şekillerdeki katı nesneler etrafında akış olur (örneğin bir uçak kanadı).
Devamlılık varsayımı
Sıvılardan ve katılardan farklı olarak, gazlar gaz ile dolu hacminin sadece küçük bir kısmını işgal eden farklı moleküllerden oluşur. Moleküler düzeyde, akış alanlarında, gaz molekülleri ile gaz molekülleri ve katı yüzeyleri arasında birçok bireysel çarpışmaları oluşur. Bununla birlikte birçok aerodinamik uygulamada, bu gazların farklı molekülerdeki yapısı göz ardı edilir ve akım alanı bir bütün olarak davranmış varsayılır. Bu varsayım, yoğunluk ve hız gibi akışkan özellikleri herhangi bir akış içinde tanımlanmasını sağlar.
Sürekli varsayımın geçerliliği gazın yoğunluğu ve söz konusu uygulamaya bağlıdır. Sürekli varsayımın geçerli olması için, ortalama serbest yolun uzunluğu, söz konusu uygulamanın süresi ve ölçeği çok daha küçük olmalıdır. Örneğin, çok sayıda uygulamada aerodinamik ortalama serbest yolu uzunluğu mikrometre mertebesinde olduğundan, uçak; atmosferik koşullarda uçma ile ilgilidir. Bu gibi durumlarda, uçağın ölçek uzunluğu birkaç metre arasındaki ortalama serbest yolu uzunluğu çok daha büyüktür. Bu uygulamalar için, süreklilik varsayımı tutar. Süreklilik varsayımı Düşük Dünya yörüngesinde, yani son derece düşük yoğunluklu çok yüksek rakımlarda (örneğin 300.000 ft/90 km), araçlar tarafından karşılaşıldığı gibi akımlar, yüksek hızda giden araçlar için daha az geçerlidir. Bu durumlarda, istatistiksel mekanik sürekli aerodinamik daha geçerli bir yöntemdir. Knudsen sayısı istatistiksel mekanik ve aerodinamik sürekli formülasyon arasındaki tercih kılavuzu için kullanılabilir.
Korunum yasaları
Aerodinamik problemler akışkan dinamiklerinde korunum yasalarını akışkan devamlılığına uygulayarak çözülür. Ayrıca üç korunum yasası kullanılır:
1.Kütlenin korunumu : Akışkan dinamiğinde, bu prensipin matematiksel ifadesi kütlenin devamlılığı denklemleri olarak bilinir ve bu denklemler akış içindeki kütlenin yaratılamayacağı ve yok edilemeyeceği prensiplerine dayanır.
2. : Akışkan dinamiğinde, bu prensipin matematiksel ifadesi Newton'un ikinci yasası gibi düşünülebilir. Bir akış içinde momentum sadece oluşturulan veya bağlı viskoz(sürtünme) kuvvetleri olarak yüzey kuvvetlerini ve ağırlık gibi nesne kuvvetleri içerebilir. Momentumun korunumu ilkesi, tek bir vektör denklem ya da üç boyutlu hız vektörünün bileşenlerinden türetilen üç skalar denklemdir ve bir dizi ile ifade edilebilir. En son formunda, momentum korunumu denklemleri Navier-Stokes denklemleri olarak bilinir. Navier-Stokes denklemleri analitik çözümü bilinen ve hesaplama teknikleri kullanarak, modern aerodinamik çözülür. Çünkü bu karmaşık denklemleri çözme hesaplama maliyetinin, momentum korunumu basitleştirilmiş olarak ifade eder, özel uygulamalar için uygun olabilir. Euler denklemleri viskoz kuvvetlerin etkisinin küçük olması beklendiği durumlarda modern aerodinamikçiler tarafından yaygın olarak kullanılan viskoz kuvvetlerinin ihmali momentum korunum denklemleri tek çözümdür. Ayrıca, Bernoulli denklemi yerçekimini ihmal ve sürtünmesiz akış momentum korunumu denklemi için bir çözümdür. 3. Enerjinin korunumu : Akış içinde enerji korunumu denklemleri enerji vardan yok edilemez ve yoktan var edilemez kavramını ortaya koyar.
Aerodinamiğin dalları
Aerodinamik sorunlar akış ortamında veya akış hızı, sıkıştırılabilirlik ve viskozite gibi akış özellikleri ile sınıflandırılır. Dış aerodinamik çeşitli şekillerde katı nesneler etrafında çalışmadır. Bir roketin burnunun önünde,bir uçak ya da şok dalgalar üzerinde kaldırma ve sürükleme dış aerodinamik örnekleridir. Dahili aerodinamik katı nesneler geçitlerden içeriye çalışmadır. Örneğin, iç aerodinamik bir jet motoru ile ya da bir havalandırma borusu aracılığıyla hava akımının çalışmasını kapsar.
Aerodinamik sorunları da ses hızına yakın veya üzerinde, akış hızı altında olup olmadığına göre sınıflandırılabilir. Sorunun tüm hızlarda ses hızından daha az ise bir problem altında ve ses hızından üzerinde iki hız(karakteristik hızı yaklaşık sesin hızı normal olarak zaman) mevcut olması durumunda, Transonic, ses altı olarak adlandırılan, süpersonik zaman akış hızı ses hızından çok daha büyük olduğu zaman akış hızı karakteristik ses hızı ve hipersonik daha büyüktür. Aerodinamikçiler hipersonik akış kesin tanımı üzerinde hemfikir olup; kaba bir tanım ile hipersonik olmak için yukarıdaki beş Mach sayısı ile düşünülmelidir.
Akışta viskozite etkisi üçüncü bir sınıflandırma belirler. Bazı problemler durumunda viskozite önemsiz olarak kabul edilebilir ve sadece çok küçük bir yapışma etkisi ile karşılaşabilir. Bu sorunlara yaklaşımlarına ise sürtünmesiz akımlar denir. Ihmal edilemez herhangi vizkozite akımlarına ise viskoz akışlar denir.
Sıkıştırılamaz aerodinamik
Sıkıştırılamaz bir akış yoğunluğu zaman ve mekanda sabit olduğu bir akıştır. Tüm gerçek akışkanların sıkıştırılabilir olmasına rağmen çıkışları üzerine olan soruna yoğunluk değişikliklerin etkisi küçük ise, bu akış genellikle sıkıştırılamaz olarak kabul edilir. Akış hızları ses hızından önemli ölçüde daha düşük olduğunda bunun doğru olması daha muhtemeldir. Sıkıştırılabilirliğin etkileri yakın veya ses hızının üstünde hızlarda daha önemlidir. Mach sayısı sıkıştırılamazlık kabul edilebilir ya da akış sıkıştırılabilir olarak çözülmesi gerekip akış hızını değerlendirmek için kullanılır.
Subsonik akış
Akışta her yerde ses hızından çok daha düşük akımlarda Subsonik (veya düşük hız) aerodinamik akışkan hareketi çalışmalarıdır. Orada subsonik akışının çeşitli dalları vardır ama akış, viskoz olmayan yerde sıkıştırılamaz ve irrotasyonel olduğunda özel bir durum ortaya çıkar. Bu duruma Potansiyel akış denir ve akışkan dinamiği denklemlerin basitleştirilmiş bir versiyonu olarak kullanılan diferansiyel denklemler verir, böylece aerodinamikçilerinden hızlı ve kolay çözümler bir dizi için kullanılabilir yapar.
Bir ses altı sorunların çözümü için, aerodinamik tarafından yapılacak bir karar sıkıştırılabilirlik etkilerinin dahil olup olmadığıdır. Sıkıştırılabilirlik sorunun yoğunluk değişim miktarının bir açıklamasıdır. Çözüm sıkıştırılabilirliğin etkileri küçük olduğunda, aerodinamik o yoğunluğu sabit olduğunu varsaymak seçilebilir. Yoğunluk değişir ve bırakılır, sorun sıkıştırılabilirlik problemi olarak adlandırılır. Akışında Mach sayısı(60 °F saatte ikinci veya 228 kilometre başına yaklaşık 335 feet(102m) (366 km)) 0,3 geçmediği zaman havada, sıkıştırılabilir etkiler genellikle göz ardı edilir. 0.3 yukarıda, sorun sıkıştırılabilir aerodinamik kullanılarak çözülmelidir.
Sıkıştırılabilir aerodinamik
Aerodinamik teorilerine göre, bir akımın izlediği çizgiye göre olan yoğunluğu sıkıştırılabilirdir. Yani, yoğunluktaki değişiklikler göz önüne alınmalıdır. Genel olarak, bu durum Mach sayısının 0.3'ü aştığı durumlardan biridir.
Transonik Akış
Transonik terimi(genellikle 0.8-1.2 Mach olarak alınmıştır) hemen altında ve ses hızının üzerinde yerel bir hız aralığına karşılık gelir. Tipik olarak hava akımı tamamen süpersonik bir Mach 1,2 civarındaki bir uçağın üzerine hava akışının bazı kısımları süpersonik kritik Mach sayısı ve daha yüksek bir hızda, arasında hız aralığı olarak tanımlanır. Bu hızlar arasında, bazı hava akımları süpersonik bazıları değildir.
Süpersonik akış
Süpersonik aerodinamik sorunları ses hızından daha büyük bir akış hızı ile ilgili olanlardır. Seyir sırasında olan bir Concorde'a olan kaldırma hesaplaması süpersonik aerodinamik soruna bir örnek olabilir.
Süpersonik akış subsonik akışa göre çok daha farklı davranır. Akışlar basınçlardaki değişmeye tepki verirler; basınç farklılıkları bu akışkanın nasıl özelliklerinin olduğuna cevap verir. Yani ses çok küçük bir basınç farklılığında bulunan ortamda olduğundan dolayı, bilginin yayılma hızının en yüksek halini ses hızı olarak düşünebiliriz.
Hipersonik akış
Aerodinamik, hipersonik hızlarda son derece süpersonik hızları vardır. 1970'li yıllarda, bu terim genellikle yukarıdaki Mach 5 hızında ve daha yüksekleri için kullanılmıştır. Hipersonik rejim süpersonik rejiminin bir alt kümesidir. Hipersonik akışı bir şok dalgası, viskoz etkileşim ve gaz kimyasal ayrışma arkasında yüksek ısı akışı ile karakterize edilir.
Bağıl terminoloji
Sıkıştırılamaz ve sıkıştırılabilir akım sınır tabakaları ve türbilans gibi birçok bağıl fenomeni düzenler.
Sınır tabakaları
Bir sınır tabakası kavramı aerodinamik sorunlar açısından çok önemlidir. Havada viskozite ve sıvı sürtünme sadece bu ince bir tabaka belirgin olarak yaklaştırılır. Bu ilke aerodinamik çok daha uysal matematiksel yapar.
Türbülans
Aerodinamik, türbülans akışında kaotik, stokastik özellik değişiklikleri ile karakterizedir. Bu düşük ivme difüzyon, yüksek ivme konveksiyon ve uzay ve zaman içinde basınç ve hız hızlı değişimini kapsamaktadır. Bu çalkantılı değil akış laminar akım denir.
Ayrıca bakınız
Dış bağlantılar
| Wikimedia Commons'ta Aerodinamik ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır. |
- Aerodinami uygulanmış projeler13 Aralık 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Aerodinamik hareket eden kati kutlelerin havayla etkilesimlerini inceleyen bilim dalidir Aerodinamik sozcugu Yunancadan gelmis olup bu bilim dali havanin hareketi ile ilgilidir Parcali olarak kati bir cisim ile irtibata gecmis olmasi havanin hareketi ve ucagin kanadi gibi buna ornek olarak gosterilebilir Aerodinamik akiskan dinamigi ve gaz dinamiginin bir alt dalidir ve aerodinamigin bircok bakis acisi teorisi bu alanlarda ortaktir Aerodinamik genellikle gaz dinamigi icin kullanilir gaz dinamiginin aerodinamikten farki tum gazlar icin calismasi ve aerodinamik gibi yalnizca hava ile sinirlanmamis olmasidir Ucagin kanatlarinin ustu ve alti arasindaki basinc farkindan ucagin arkasinda olusan girdaplardan kaynaklanan wake turbulansinin gorsellestirilmis hali Virginia eyaletinde bulunan NASA nin Wallops Flight Facility tesisinde gerceklestirilen testte 4 Mayis 1990 Modern olarak resmi aerodinamik calismalari on sekizinci yuzyilda basladi onemli konseptlerin gozlemleri olmasina karsin aerodinamik surukleme gibi cok daha onceden kaydedilmisti Ilk aerodinamik calismalari havadan agir olma deneyi olarak Wilbur ve Orville Wright tarafindan 1903 te yapilmisti Bunlardan sonra aerodinamigin matematiksel analizleri deneysel yakinsamalar ruzgar tunelleri deneyleri ve bilgisayar canlandirmalari hala suren bilimsel temelleri olusturdu Gunumuzde surmekte olan aerodinamik calismalari sikistirilabilir akim turbulans ve sinirlandirilmis tabakalar hakkinda olmaktadir Calisma alanlariOzellikle ucaklarin roketlerin ve fuzelerin havadaki hareketlerini belirleyen ilkeleri aciklar Ayrica otomobillerin hizli trenlerin gemilerin tasarimiyla koprulerin ve cok yuksek yapilarin siddetli ruzgara dayanabilecek bicimde insa edilmeleriyle ilgilenir Aerodinamik yaptigi uygulamalarla uzay muhendisliginde cok onemlidir Otomobilleri de iceren bircok kayda deger faktorde ve arac tasariminda etkilidir Gemicilikte araca etki eden kuvvet ve momentlerin onceden belirlenmesinde cok onemlidir Insaat muhendisleri kopruler ve binalardaki ruzgar birikmesini bulmak icin aerodinamik ve aeroelastiklik kullanirlar Sehir aerodinamigi sehir planlamacilarina cok yardimci olur ve tasarimcilar dis mekanlardaki konforu arttirir Aerodinamige etki eden atmosferik sartlarHematolojik karakter Havanin agirligi Yogunluk basincla dogru orantilidir Yogunluk sicaklik ile ters orantilidir Havanin agirligi deniz seviyesinde 1 29 kg dir Havanin basinci Standart atmosfer Havanin rutubeti Havanin suhunetiAerodinamik karakter Havanin yapiskanligi Havanin sikismasi Havanin elastikiyeti Havanin enerjisi Havanin direnciTarihiModern aerodinamik 18 yuzyila dayanmaktadir fakat aerodinamik kuvvetler insanlar tarafindan tekneler ve ruzgar degirmenleri icin binlerce yil konusulmustur ve bunun hakkindaki goruntuler ve hikayeler tarihe kaydedilmistir Buna ornek antik Yunan efsanelerinden Ikarus ve Daidalos tadir Aristotales ve Arsimet tarafindan ortaya cikarilan surdurulebilirlik surukleme ve basinc gradyanlari aerodinamigin onemli konseptlerinden birkacidir 1726 da Sor Isaac Newton hava direncini ortaya atmis ilk kisi oldu ve bu ayni zamanda Newton un aerodinamik ile ugrasan ilk bilim insani olarak anilmasinin sebebidir Alman ve Isvicreli matematikci Daniel Bernoulli Newton u 1738 de hidrodinamikte ortaya attigi sonuclarla izledi 1757 de Leonard Euler ilk genel Euler denklemlerini ortaya koydu Bu denklemler sikistirilabilir ve sikistirilamaz akimlari aciklamaktaydi Eular denklemleri 1800 lerdeki viskoziteyi de kapsayarak icine aldi ve Navier Stokes denklemlerini ortaya atti Navier Stokes denklemleri cozmesi cok zor olan akiskan akimini kapsayan denklemlerdir 1799 da Sor George Cayley ucustaki dort aerodinamik kuvveti nitelendiren insan sifatini kazandi 1781 de ilk ruzgar tunelini insa etti Bu tuneller aerodinamik kuvvetlerin yuksek kesinlikle olculmesini sagladi Surukleme teorileri Jean le Rond d Alembert Gustav Kirchoff ve Lord Rayleigh tarafindan gelistirildi 1889 da ucusu gerceklestirmek icin gerekli olan gucu tahmin eden ilk kisi oldu Otto Lilienthal basarili bir sekilde planorle ucusu gercekletiren ilk kisi oldu Bu temeller ustune insa edilmis ve ruzgar tunelleri tarafindan test edilmis bir bicimde Wright kardesler 17 Aralik 1903 te ilk ucagi gokyuzu ile bulusturdu Ilk ucuslarin oldugu donemde ve bir seyi havalandirabilmek icin gerekli olan sirkulasyonun nasil olmasi gerektigini teorik olarak bulmuslardir Kutta ve Zhukovsky iki boyutlu kanat teorisinin ustune daha cok gittiler Ludwig Prandtl Lanchester in yaptigi isi genisleterek kaldirma cizgilerinin arkasindaki matematigi cikardi Ucagin hizi arttikca tasarimcilar ses hizina yakin ya da ses hizindan buyuk olan hizlarda havanin sikistirilabilirligiyle ilgili sorunlarla karsilasmaya basladilar Bu sartlar altinda hava akimlarindaki farkliliklar ucak kontrol sorunlari nedeniyle sok dalgalarinin artmasi suruklenme ve aeroelastik carpinti nedeniyle yapisal tehlikelere yol acti Ses hizina akis hizinin orani ses hizi uzerindeki akimin ozelliklerini arastirmak icin oncelikle Ernst Mach sonra Mach sayisi secildi supersonik airfoils kaldirma ve surukleme hesaplanmasi uzerinde ilk calismalari idare ederken William John Macquorn Rankine ve Pierre Henri Sismik hizlardan turetilen bagimsiz bir sok dalgasi oncesi ve sonrasi akis ozellikleri icin teorisini gelistirdi Theodere von Karman ve transsonik terimini acikladilar Bu suruklemenin hizli bir sekilde oldugu bir yerdi Suruklemenin hizli artisi supersonik ucuslarin basarili olup olamayacagi konusunda tartismalara yol acti Ses bariyeri ilk olarak 1947 de Bell X 1 ucagi kullanilarak asildi Zamanla ses bariyeri kirildi cogu subsonik ve dusuk supersonik aerodinamik bilgileri olgunlasti Soguk savas performans ucaklarinin evriminde cok buyuk bir atesleyici olmustur Ayrica bilgisayarli akiskan dinamigi kompleks nesneler etrafinda olusan akis ozelliklerini cozmek icin olan bir calisma olarak baslamistir ve tunel testleriyle gelistirilmesi suren bilgisayarli akiskan dinamigi prensipleri kullanan arastirmalar olarak halen surdurulmektedir Supersonik ve hipersonik bilgiler aerodinamigin olgunlasmasinda 1960 lara kadar yardim etmistir Aerodinamikle calisan bilim insanlarinin dikkatleri havanin nasil hareket ettigi sorusundan havanin akisiyla nasil araclar uretebilir sorusuna kaydi Supersonik ve hipersonik kosullarda bir ucak tasarlamak aerodinamigin ucak sistemlerindeki verimliligi ile aerodinamik hakkinda yeni arastirmalar yapmayi atesledi Temel aerodinamik prensiplerinde olan onemli problemlerdeki calismalar surmektedir Onemli konseptlerKanat ucuna etki eden kuvvetler Bir nesnenin etrafindaki havanin hareketini anlayabilmek bu nesneye etki eden momentleri ve etki eden kuvvetlerin hesaplanmasini mumkun kilar Bircok aerodinamik problemde su kuvvetler ucusun onemli kuvvetlerindendir kaldirma surukleme agirlik ve savurma Bunlardan kaldirma ve surukleme aerodinamik kuvvetlerdir Yani kati bir nesneye hava akimindan olusan kuvvetlerdir Bu birimleri hesaplamak hava akisinin surekli oldugunu varsayarak hesaplanir Devamlilik akis alanlari hiz basinc yogunluk ve sicaklik gibi birimlerle tanimlanir Bu ozellikler aerodinamik deneylerde dogrudan ya da dogrudan olmayan bir bicimde kutle korunumu momentum korunumu ve hava akimindaki enerjiden olculur Yogunluk hiz ve ek ozellik olan viskozite akim alanlarini siniflamada kullanilir Akim siniflandirilmasiAkis hizi hiz rejimine gore akimlarini siniflandirmak icin kullanilir Ses alti akimlari tum akisi boyunca hava hizinin ses hizina yerel altinda olan akis alanlardir Transonic akis akimlarinin ses alti bolgeleri ve akis hizi ses hizindan daha buyuk oldugu bolgeleri de icerir Supersonik akislar akis hizi her ses hizindan daha buyuk olan akislar olarak tanimlanmistir Dorduncu bir siniflandirmada hipersonik akis akis hizi ses hizindan cok daha buyuktur Aerodinamikciler hipersonik akis kesin tanimina katilmiyorlar Sikistirilabilirlik bir sorun olup akisin degisen bir yogunluga sahip olup olmadigini belirtir Yogunlugunun sabit oldugu yani subsonik akislarin genellikle sikistirilamaz oldugu varsayilir Transonik ve supersonik akimlar sikistirilabilir ve hesaplamalari yaparken bu akis alanlarda yogunluk degisiklikleri ihmali sonucu yanlis sonuclar verecektir Viskozite bir akis olup surtunme kuvvetleri ile iliskilidir Bazi akim alanlarinda viskoz etkileri cok kucuktur bu yuzden viskoz etkileri hesap esnasinda ihmal edebilir Bu yaklasimlara surtunmesiz akimlar denir Ihmal edilmeyen viskozite akimlarina viskoz akislar denir Son olarak aerodinamik sorunlar da akis cevre tarafindan siniflandirilabilir Ic aerodinamik kati nesneler ile dis aerodinamik ise gecitlerden iceriye olan akislar ile ilgilenir Cesitli sekillerdeki kati nesneler etrafinda akis olur ornegin bir ucak kanadi Devamlilik varsayimiSivilardan ve katilardan farkli olarak gazlar gaz ile dolu hacminin sadece kucuk bir kismini isgal eden farkli molekullerden olusur Molekuler duzeyde akis alanlarinda gaz molekulleri ile gaz molekulleri ve kati yuzeyleri arasinda bircok bireysel carpismalari olusur Bununla birlikte bircok aerodinamik uygulamada bu gazlarin farkli molekulerdeki yapisi goz ardi edilir ve akim alani bir butun olarak davranmis varsayilir Bu varsayim yogunluk ve hiz gibi akiskan ozellikleri herhangi bir akis icinde tanimlanmasini saglar Surekli varsayimin gecerliligi gazin yogunlugu ve soz konusu uygulamaya baglidir Surekli varsayimin gecerli olmasi icin ortalama serbest yolun uzunlugu soz konusu uygulamanin suresi ve olcegi cok daha kucuk olmalidir Ornegin cok sayida uygulamada aerodinamik ortalama serbest yolu uzunlugu mikrometre mertebesinde oldugundan ucak atmosferik kosullarda ucma ile ilgilidir Bu gibi durumlarda ucagin olcek uzunlugu birkac metre arasindaki ortalama serbest yolu uzunlugu cok daha buyuktur Bu uygulamalar icin sureklilik varsayimi tutar Sureklilik varsayimi Dusuk Dunya yorungesinde yani son derece dusuk yogunluklu cok yuksek rakimlarda ornegin 300 000 ft 90 km araclar tarafindan karsilasildigi gibi akimlar yuksek hizda giden araclar icin daha az gecerlidir Bu durumlarda istatistiksel mekanik surekli aerodinamik daha gecerli bir yontemdir Knudsen sayisi istatistiksel mekanik ve aerodinamik surekli formulasyon arasindaki tercih kilavuzu icin kullanilabilir Korunum yasalariAerodinamik problemler akiskan dinamiklerinde korunum yasalarini akiskan devamliligina uygulayarak cozulur Ayrica uc korunum yasasi kullanilir 1 Kutlenin korunumu Akiskan dinamiginde bu prensipin matematiksel ifadesi kutlenin devamliligi denklemleri olarak bilinir ve bu denklemler akis icindeki kutlenin yaratilamayacagi ve yok edilemeyecegi prensiplerine dayanir 2 Akiskan dinamiginde bu prensipin matematiksel ifadesi Newton un ikinci yasasi gibi dusunulebilir Bir akis icinde momentum sadece olusturulan veya bagli viskoz surtunme kuvvetleri olarak yuzey kuvvetlerini ve agirlik gibi nesne kuvvetleri icerebilir Momentumun korunumu ilkesi tek bir vektor denklem ya da uc boyutlu hiz vektorunun bilesenlerinden turetilen uc skalar denklemdir ve bir dizi ile ifade edilebilir En son formunda momentum korunumu denklemleri Navier Stokes denklemleri olarak bilinir Navier Stokes denklemleri analitik cozumu bilinen ve hesaplama teknikleri kullanarak modern aerodinamik cozulur Cunku bu karmasik denklemleri cozme hesaplama maliyetinin momentum korunumu basitlestirilmis olarak ifade eder ozel uygulamalar icin uygun olabilir Euler denklemleri viskoz kuvvetlerin etkisinin kucuk olmasi beklendigi durumlarda modern aerodinamikciler tarafindan yaygin olarak kullanilan viskoz kuvvetlerinin ihmali momentum korunum denklemleri tek cozumdur Ayrica Bernoulli denklemi yercekimini ihmal ve surtunmesiz akis momentum korunumu denklemi icin bir cozumdur 3 Enerjinin korunumu Akis icinde enerji korunumu denklemleri enerji vardan yok edilemez ve yoktan var edilemez kavramini ortaya koyar Aerodinamigin dallariF 16 nin aerodinamik simulasyonu Aerodinamik sorunlar akis ortaminda veya akis hizi sikistirilabilirlik ve viskozite gibi akis ozellikleri ile siniflandirilir Dis aerodinamik cesitli sekillerde kati nesneler etrafinda calismadir Bir roketin burnunun onunde bir ucak ya da sok dalgalar uzerinde kaldirma ve surukleme dis aerodinamik ornekleridir Dahili aerodinamik kati nesneler gecitlerden iceriye calismadir Ornegin ic aerodinamik bir jet motoru ile ya da bir havalandirma borusu araciligiyla hava akiminin calismasini kapsar Aerodinamik sorunlari da ses hizina yakin veya uzerinde akis hizi altinda olup olmadigina gore siniflandirilabilir Sorunun tum hizlarda ses hizindan daha az ise bir problem altinda ve ses hizindan uzerinde iki hiz karakteristik hizi yaklasik sesin hizi normal olarak zaman mevcut olmasi durumunda Transonic ses alti olarak adlandirilan supersonik zaman akis hizi ses hizindan cok daha buyuk oldugu zaman akis hizi karakteristik ses hizi ve hipersonik daha buyuktur Aerodinamikciler hipersonik akis kesin tanimi uzerinde hemfikir olup kaba bir tanim ile hipersonik olmak icin yukaridaki bes Mach sayisi ile dusunulmelidir Akista viskozite etkisi ucuncu bir siniflandirma belirler Bazi problemler durumunda viskozite onemsiz olarak kabul edilebilir ve sadece cok kucuk bir yapisma etkisi ile karsilasabilir Bu sorunlara yaklasimlarina ise surtunmesiz akimlar denir Ihmal edilemez herhangi vizkozite akimlarina ise viskoz akislar denir Sikistirilamaz aerodinamik Sikistirilamaz bir akis yogunlugu zaman ve mekanda sabit oldugu bir akistir Tum gercek akiskanlarin sikistirilabilir olmasina ragmen cikislari uzerine olan soruna yogunluk degisikliklerin etkisi kucuk ise bu akis genellikle sikistirilamaz olarak kabul edilir Akis hizlari ses hizindan onemli olcude daha dusuk oldugunda bunun dogru olmasi daha muhtemeldir Sikistirilabilirligin etkileri yakin veya ses hizinin ustunde hizlarda daha onemlidir Mach sayisi sikistirilamazlik kabul edilebilir ya da akis sikistirilabilir olarak cozulmesi gerekip akis hizini degerlendirmek icin kullanilir Subsonik akis Akista her yerde ses hizindan cok daha dusuk akimlarda Subsonik veya dusuk hiz aerodinamik akiskan hareketi calismalaridir Orada subsonik akisinin cesitli dallari vardir ama akis viskoz olmayan yerde sikistirilamaz ve irrotasyonel oldugunda ozel bir durum ortaya cikar Bu duruma Potansiyel akis denir ve akiskan dinamigi denklemlerin basitlestirilmis bir versiyonu olarak kullanilan diferansiyel denklemler verir boylece aerodinamikcilerinden hizli ve kolay cozumler bir dizi icin kullanilabilir yapar Bir ses alti sorunlarin cozumu icin aerodinamik tarafindan yapilacak bir karar sikistirilabilirlik etkilerinin dahil olup olmadigidir Sikistirilabilirlik sorunun yogunluk degisim miktarinin bir aciklamasidir Cozum sikistirilabilirligin etkileri kucuk oldugunda aerodinamik o yogunlugu sabit oldugunu varsaymak secilebilir Yogunluk degisir ve birakilir sorun sikistirilabilirlik problemi olarak adlandirilir Akisinda Mach sayisi 60 F saatte ikinci veya 228 kilometre basina yaklasik 335 feet 102m 366 km 0 3 gecmedigi zaman havada sikistirilabilir etkiler genellikle goz ardi edilir 0 3 yukarida sorun sikistirilabilir aerodinamik kullanilarak cozulmelidir Sikistirilabilir aerodinamik Aerodinamik teorilerine gore bir akimin izledigi cizgiye gore olan yogunlugu sikistirilabilirdir Yani yogunluktaki degisiklikler goz onune alinmalidir Genel olarak bu durum Mach sayisinin 0 3 u astigi durumlardan biridir Transonik Akis Transonik terimi genellikle 0 8 1 2 Mach olarak alinmistir hemen altinda ve ses hizinin uzerinde yerel bir hiz araligina karsilik gelir Tipik olarak hava akimi tamamen supersonik bir Mach 1 2 civarindaki bir ucagin uzerine hava akisinin bazi kisimlari supersonik kritik Mach sayisi ve daha yuksek bir hizda arasinda hiz araligi olarak tanimlanir Bu hizlar arasinda bazi hava akimlari supersonik bazilari degildir Supersonik akis Supersonik aerodinamik sorunlari ses hizindan daha buyuk bir akis hizi ile ilgili olanlardir Seyir sirasinda olan bir Concorde a olan kaldirma hesaplamasi supersonik aerodinamik soruna bir ornek olabilir Supersonik akis subsonik akisa gore cok daha farkli davranir Akislar basinclardaki degismeye tepki verirler basinc farkliliklari bu akiskanin nasil ozelliklerinin olduguna cevap verir Yani ses cok kucuk bir basinc farkliliginda bulunan ortamda oldugundan dolayi bilginin yayilma hizinin en yuksek halini ses hizi olarak dusunebiliriz Hipersonik akis Aerodinamik hipersonik hizlarda son derece supersonik hizlari vardir 1970 li yillarda bu terim genellikle yukaridaki Mach 5 hizinda ve daha yuksekleri icin kullanilmistir Hipersonik rejim supersonik rejiminin bir alt kumesidir Hipersonik akisi bir sok dalgasi viskoz etkilesim ve gaz kimyasal ayrisma arkasinda yuksek isi akisi ile karakterize edilir Bagil terminolojiFarkli cesitlerdeki ucus analizleri Sikistirilamaz ve sikistirilabilir akim sinir tabakalari ve turbilans gibi bircok bagil fenomeni duzenler Sinir tabakalari Bir sinir tabakasi kavrami aerodinamik sorunlar acisindan cok onemlidir Havada viskozite ve sivi surtunme sadece bu ince bir tabaka belirgin olarak yaklastirilir Bu ilke aerodinamik cok daha uysal matematiksel yapar Turbulans Aerodinamik turbulans akisinda kaotik stokastik ozellik degisiklikleri ile karakterizedir Bu dusuk ivme difuzyon yuksek ivme konveksiyon ve uzay ve zaman icinde basinc ve hiz hizli degisimini kapsamaktadir Bu calkantili degil akis laminar akim denir Ayrica bakinizAerodinamik otomobil Aerodinamik kuvvetDis baglantilarWikimedia Commons ta Aerodinamik ile ilgili ortam dosyalari bulunmaktadir Aerodinami uygulanmis projeler13 Aralik 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde