Khí động lực học

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Khí động lực học là môn học nghiên cứu về dòng chảy của chất khí, được nghiên cứu đầu tiên bởi George Cayley vào thập niên 1800. Giải pháp cho các vấn đề khí động lực học dẫn đến các tính toán về tính chất khác nhau của dòng chảy, như vận tốc, áp suất, mật độnhiệt độ, như là các hàm của không gian và thời gian. Khi hiểu được các tính chất này của chất khí, người ta có thể tính toán chính xác hay xấp xỉ các lực và các mômen lực lên hệ thống dòng chảy.

Môn khí động lực học sử dụng các phân tích toán học và các kết quả thực nghiệm. Chuyên ngành này có nhiều ứng dụng. Ví dụ như nó là nền tảng cho việc thiết kế máy bay.

Các vấn đề về khí động lực học được chia ra làm nhiều loại. Có thể phân loại theo môi trường dòng chảy: khí động học ngoại biênkhí động học nội biên. Khí động học ngoại biên là ngành nghiên cứu dòng chảy xung quanh vật rắn. Môn này có các ứng dụng như tính toán lực nâng và lực kéo lên cánh máy bay, lực hãm tạo nên ở mũi tên lửa. Khí động học nội biên nghiên cứu về dòng khí qua các động cơ phản lực hay qua các ống của máy điều hòa.

Khí động lực học cũng có thể được phân loại theo tỉ số vận tốc của dòng chảy so với vận tốc âm thanh. Môn học được xem là dưới âm tốc nếu các vận tốc đều nhỏ hơn vận tốc âm thanh, siêu thanh nếu vận tốc hơn vận tốc âm thanh, và cực siêu thanh nếu vận tốc nhanh hơn vận tốc âm thanh nhiều lần.

Tác dụng của độ nhớt tạo nên cách phân loại thứ ba cho môn học này. Trong vài trường hợp, ảnh hưởng của độ nhớt được xem là không đáng kể, dòng chảy được coi là không có độ nhớt. Đối với dòng chảy mà độ nhớt không thể bỏ qua, dòng chảy có tính nhớt.

Máy bay[sửa | sửa mã nguồn]

Trên Trái Đất, trọng lực là lực tạo bởi lực hấp dẫn của hành tinh này, kéo mọi vật rơi xuống mặt đất. Để nâng vật thể, có thể tạo ra phản lực bởi động cơ, như trong máy bay phản lực, giúp máy bay tiến về phía trước nhanh trong không khí. Khi cánh máy bay chuyển động ngang trong không khí, nó sẽ nhận lực nâng và lực cản của không khí. Lực nâng định nghĩa theo khí động lực học là lực vuông góc với dòng khí, lực cản là lực thực hiện song song với dòng khí.

Các chủ đề chính trong cơ học chất lưu
Áp suất | Bọt khí và khoảng rỗng | Cơ học chất lưu tổng quát | Điều kiện biên | Đối lưu | Gió | Khí động học | Lực căng bề mặt | Lực cuốn trôi | Nhiễu loạn | Nhớt | Thuỷ tĩnh học | Thuỷ từ động học