Take a fresh look at your lifestyle.

مقدمه ای بر علم آیرودینامیک (قسمت اول)

1 270

علم آیرودینامیک که ریشه ی یونانی دارد یک نوع دیدگاه بر اساس جریان هواست. یا بهتر است بگیم مساله درباره ی جریان هوای اطراف یک جسم  متحرک است که بسته به ابعاد جسم و سرعت جسم به طور متفاوت مورد بررسی قرار میگیرد. به طور مثال هواپیما در حال پرواز یا خودرویی که با سرعت در حال حرکت است و همینطور انواع واقسام اشکال هندسی در معرض جریان هوا . در واقع  آیرودینامیک دانشی است که این رفتارهای مختلف جریان هوا را مورد بررسی قرار میدهد و از طرفی تمام اجسامی که  در هوا حرکت می کنند تحت قوانین آیرودینامیک قرار دارند

آیرودینامیک

 همانطور که قبلا هم اشاره کردیم آیرودینامیک  علمی است که به بررسی هوای اطراف یک جسم در حال حرکت می پردازد وآن جسم را تحت اثر نیرو های  مختلفی قرار می دهد.

در این مقاله سعی خواهد شد که در کنار مفاهیم پایه و احجام هندسی و بررسی این شاخه از علم سیالات بیشتر تمرکز بر رفتار آیرودینامیک بر سطوح خودرو و بررسی آیرودینامیک خودرو ها و نیروهای وارد بر خودرو بر اثر جریان هوا واجزاء آیرودینامیکی و تست های تونل باد باشد.

از زمان های خیلی دور افراد و دانشمندان زیادی بر روی خواص و ویژگی‌های سیالات مطالعه داشته و به معادلات متعددی دست پیدا کردند.

برادران رایت اولین کسانی بودند که بر روی ویژگی‌های سیال مطالعه داشتند اگرچه در یادداشت‌های آنها هیچ اثری از نام آیرودینامیک دیده نمی‌شود.

از جمله اولین دانشمندی که در این زمینه فعالیت کرد می‌توان به ایزاک نیوتن اشاره کرد که به نیروی‌های مقاوم مانند نیروی < درگ> پرداخت.

دانشمندان دیگری نیز مانند «برنولی» (Bernoulli)، «اولر» (Euler)، «ناویر» (Navier) و «استوکس» (Stokes) در تاریخ حضور دارند که روابط بسیار مهمی را در مکانیک سیالات و علم آیرودینامیک بیان کردند. برای مثال معادله ناویر استوکس در اوایل قرن 18 به دست آمد، این در حالی است که یافتن جواب این معادله هنوز یک مسئله جدی در آیرودینامیک و مکانیک سیالات باقی مانده است.

در واقع اولین تعریف های مفید برای آگاهی از قوانین حاکم بر حرکت جسم در شاره در سده ی شانزدهم به هنگام پایه گذاری مکانیک بیان شد.

تاریخچه آیرودینامیک خودرو

 

میشود گفت که اولین نسل خودرو ها همان کالسکه یا درشکه‌هایی بودند که توسط مهندسان در آن زمان به  موتور (پیشرانه) مجهز شدند. در آن زمان به نیروهای بازدارندگی و اثر مقاومت هوا اهمیتی داده نمی‌شد اگرچه پیش از آن زمان و در آن دوران بشر با مفهوم آیرودینامیک تا حدودی آشنا بوده است. می‌توان به حرکت بادبانها و ساخت انواع بال‌های هواپیما و آسیاب‌های بادی اشاره کرد.

از جمله دلایلی که در آن زمان دانش آیرودینامیک برای خودروها مطرح نبود می‌توان به نداشتن سرعت بالا در این خودرو ها اشاره کرد، زیرا نیروهای آیرودینامیکی خودرو اثرات خود را بیش تر در سرعت‌های بالا نشان می‌دهد و امکان بررسی خودروهای نسل اول به دلیل داشتن موتورهای ضعیف و کم توان و ضعف‌های فنی و همینطور خراب بودن جاده‌ها نبود.

باپیشرفت تدریجی خودروها واختراعات در مهندسی خودرو و لاستیک‌ها و توان‌های فنی موتورها به مرور زمان و همچنین پیشرفت جاده ها خودروهای پر سرعت و پیشرفته تر تولید شدند. به عنوان مثال می‌توان به مسابقات اتومبیلرانی اشاره کرد که با ایجاد نیاز برای داشتن خودرویی سبکتر و سریعتر، سرعت چشم گیری به پیشرفت در دنیای طراحی خودرو داد.

ford-T model فورد مدل T، ساخت ۱۹۰۸

Rumpler-Tropfenauto رامپلر-تروپ‌فِن آتو

Chrysler Airflowکرایسلر ایرفلو

در ادامه چند تصویر از رفتار جریان هوا در مقابل احجام مختلف مشاهده میکنیم :

تصویر پایین بررسی رفتار جریان هوا بر روی یک بال هواپیما ( ایر فویل ) در حالت بلند شدن از زمین را نشان میدهد :

 

تصویر زیر رفتار جریان هوا بر روی بال هواپیما وقتی در حالت عادی است :

1 نظر
  1. Amir می گوید

    مقاله جالبی بود

     
ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.