La dinámica de gases (o dinámica de gases ) es una sección de la mecánica que estudia las leyes de movimiento de un medio gaseoso y su interacción con los cuerpos sólidos que se mueven en él. Se encuentra más a menudo bajo el nombre de aerodinámica (del griego antiguo ἀηρ - aire y δύναμις - fuerza), pero incluye no solo la aerodinámica, sino también la dinámica de gases propiamente dicha. Este último surgió históricamente como un mayor desarrollo y generalización de la aerodinámica, y es por eso que a menudo se habla de una sola ciencia: la aerodinámica. Como parte de la física, la aerodinámica está estrechamente relacionada con la termodinámica y la acústica .
El estudio formal de la aerodinámica en el sentido moderno comenzó en el siglo XVIII, aunque las observaciones de conceptos fundamentales como la resistencia aerodinámica se describieron mucho antes. La mayor parte de las primeras investigaciones en aerodinámica tenían como objetivo lograr el vuelo de una aeronave, lo que fue demostrado por primera vez por Otto Lilienthal en 1891 [1] . Desde entonces, el uso de la aerodinámica a través del análisis matemático, aproximaciones empíricas, experimentos en túneles de viento y simulaciones por computadora ha formado una base racional para el desarrollo del vuelo de aeronaves y otras tecnologías. El trabajo reciente en aerodinámica se ha centrado en problemas relacionados con el flujo compresible, la turbulencia y las capas límite.
Rama de la hidroaeromecánica que estudia las leyes del movimiento del aire y las fuerzas que surgen en la superficie de los cuerpos en relación con los cuales se mueve. En aerodinámica se considera el movimiento a velocidades subsónicas, es decir, en condiciones normales, hasta 340 m/s (1200 km/h).
Problemas aplicados de la aerodinámica:
Una sección especial de aerodinámica (aerodinámica de aeronaves ) desarrolla métodos para el cálculo aerodinámico y determina las fuerzas y los momentos aerodinámicos que actúan sobre la aeronave en su conjunto y sobre sus partes: ala , fuselaje , plumaje, etc. La aerodinámica de aeronaves incluye: cálculo de estabilidad, equilibrio de la aeronave, teoría de la hélice, teoría del ala. Los problemas relacionados con el cambio del modo de movimiento no estacionario de la aeronave se consideran en una sección especial: dinámica de vuelo .
Los resultados de la aerodinámica encuentran diversas aplicaciones en la construcción de aeronaves , construcción de aeronaves , industria automotriz y en diversas aeronaves .
El gran científico ruso Nikolai Yegorovich Zhukovsky es considerado el fundador de la aerodinámica y la aerohidrodinámica modernas . [2] En 1902, supervisó la construcción de un túnel de viento tipo succión en la oficina de mecánica de la Universidad de Moscú, en el que un ventilador axial creaba un flujo de aire a una velocidad de hasta 9 m/s. En 1904, dirigió el primer instituto aerodinámico de Europa, creado a expensas de D.P. Ryabushinsky en el pueblo de Kuchino , cerca de Moscú. El 15 de noviembre de 1905, Nikolai Yegorovich Zhukovsky dio una fórmula para calcular la sustentación, que es la base de todos los cálculos aerodinámicos de un avión. [3] A partir de 1918 dirigió el TsAGI ( Instituto Aerohidrodinámico Central ).
La dinámica de gases surgió como un desarrollo posterior de la aerodinámica y se ocupa de situaciones en las que las condiciones difieren significativamente de lo normal .
A diferencia de la aerodinámica clásica, la dinámica de gases se ocupa de problemas en los que la compresibilidad de un gas se convierte en un factor importante que influye en su comportamiento. En primer lugar, se trata de problemas sobre el movimiento de flujos de gas con velocidades cercanas o superiores a la velocidad del sonido en un gas, lo que conduce a la aparición de importantes caídas de presión y ondas de choque . Otro ejemplo son aquellos procesos en medios gaseosos que acompañan a reacciones químicas exotérmicas ( combustión , explosión ) o endotérmicas ( disociación ) : en estos casos, debido a cambios en el peso molecular promedio del gas y procesos de liberación de energía, el modelo de gas ideal no es aplicable.
El surgimiento de la dinámica de gases se remonta a mediados y segunda mitad del siglo XIX y está asociado con los trabajos fundamentales de K. Doppler , G. Riemann , E. Mach , W. J. Rankin y P.-A. Hugonio [4] . Esta sección de la mecánica experimenta un rápido desarrollo en el siglo XX; entre los muchos nombres de científicos que han hecho una contribución significativa al desarrollo de la dinámica de los gases, debemos mencionar a S. A. Chaplygin , J. Taylor , L. I. Sedov , Ya. B. Zeldovich .
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