На главную
Физика - одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги сталкиваются с большими трудностями, когда им надо рассказать о современной науке. Данный ресурс поможет эффективно и интересно изучать физику. Учите физику!
   

Обучение и материалы
Физический справочник
Формулы по физике
Шпаргалки по физике
Энциклопедия
Репетиторы по физике
Работа для физиков
Быстрый устный счет
Виртуальные лабораторные
Опыты по физике
ЕГЭ онлайн
Онлайн тестирование
Ученые физики
Необъяснимые явления
Ваша реклама на сайте
Разное
Контакты
Спецкурс
Фейнмановские лекции

В мире больших скоростей

Введение в теорию относительности

Лекции по биофизике
Лекции по ядерной физике
Ускорение времени...
Лазеры
Нанотехнологии
Книги
полезное
Смешные анекдоты о физике
Готовые шпоры по физике
Физика в жизни
Ученые и деньги
Нобелевские лауреаты
Фото
Видео
Карта сайта
На заметку
Если вам понравился сайт, предлагаем разместить нашу кнопку
Кнопка сайта All-fizika.com
Компьютерные программы
по физике
Программы по физике


Физика и юмор
Физика и юмор


Онлайн тестирование
по физике
Онлайн тестирование по физике



-









Физический энциклопедический словарь
| А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Э | Ю | Я |



Газовая динамика

Газовая динамика - раздел гидроаэромеханики, в котором изучается движение сжимаемых сплошных сред (газа, плазмы) и их взаимодействие с твердыми телами. Как часть физики, газовая динамика связана с термодинамикой и акустикой.
 
Свойство сжимаемости состоит в способности вещества изменять свой первоначальный объём под действием перепада давления или при изменении температуры. Сжимаемость становится существенной при больших скоростях движения среды, соизмеримых со скоростью распространения звука в этой среде и превосходящих её, т. к. при таких скоростях в среде могут возникать большие перепады давления (см. Бернулли уравнение) и большие градиенты температуры. В современной газовой динамике изучают также течения газа при высоких температуpax, сопровождающиеся химическими (диссоциация, горение и др. химические реакции) и физическими (ионизация, излучение) процессами. Изучение движения электропроводных газов в присутствии магнитных и электрических полей составляет предмет магнитной газодинамики. Движение газов при таких условиях, когда газ нельзя считать сплошной средой, а необходимо рассматривать взаимодействие составляющих его молекул между собой и с твердыми телами, относится к области динамики разреженного газа, основанной на молекулярно-кинетической теории газов. Динамика больших воздушных масс при малых скоростях движения составляет основу динамической метеорологии. Газовая динамика исторически возникла как дальнейшее развитие и обобщение аэродинамики, поэтому часто говорят о единой науке — аэрогазодинамике.
 
Исходные уравнения газовой динамики являются следствием применения основных законов механики и термодинамики к движущемуся объёму сжимаемого газа. Неустановившиеся движения вязкого сжимаемого газа, когда параметры газового потока в каждой его точке изменяются с течением времени, описываются полными Навье — Стокса уравнениями. Одной из основных физических особенностей движения сжимаемых сред является возможность образования и распространения в них ударных волн, которые движутся со скоростью, превышающей скорость распространения звук. волн и представляют собой узкую область чрезвычайно больших градиентов давления, плотности, температуры и скорости газа.
 
Интенсивное развитие газовой динамики связано с быстрым развитием соответствующих областей техники: реактивной авиации, ракетного оружия, созданием атомных и водородных бомб, взрыв которых влечёт за собой распространение сильных взрывных и ударных волн. Задачи газовой динамики при проектировании разнообразных аппаратов, двигателей и газовых машин состоят в определении сил давления и трения, температуры и теплового потока в любой точке поверхности тела или канала, омываемых газом, в любой момент времени. При исследовании распространения газовых струй, взрывных и ударных волн, горения и детонации методами газовой динамики определяются давление, температуpa и др. параметры газа во всей области распространения. Изучение поставленных техникой сложных задач превратило современную газовую динамику в науку о движении произвольных смесей газов, которые могут содержать также твёрдые и жидкие частицы (например, выхлопные газы ракетных двигателей на жидком или твёрдом топливе), причём параметры, характеризующие состояние этих газов — давление, температуpa, плотность, электропроводность и др., могут изменяться в самых широких пределах.
 
Законами газовой динамики широко пользуются во внешней и внутренней баллистике, при изучении взрыва, горения, детонации, конденсации в движущемся потоке.
 
Для современной газовой динамики характерно неразрывное сочетание расчётно-теоретических методов, использование ЭВМ и постановка сложных аэродинамических и физических экспериментов. Теоретические представления, частично опирающиеся на найденные экспериментальным путём закономерности, позволяют описать с помощью соответствующих уравнений движение газовых смесей сложного состава, в т. ч. многофазных смесей при наличии физико-химических и фазовых превращений. Методами прикладной математики разрабатываются эффективные способы решения этих уравнений на ЭВМ. Наконец, из экспериментальных данных определяются необходимые значения физических и химических характеристик, свойственных изучаемой среде и рассматриваемым процессам (коэффициент вязкости, теплопроводности, скорости химических реакций, времена релаксации и др.).
 
Многие задачи, поставленные современной техникой перед газовой динамикой, пока не могут быть решены расчётно-теоретическими методами, в этих случаях широко пользуются газодинамическими экспериментами, поставленными на основе подобия теории и законов гидродинамического и аэродинамического моделирования. Газодинамические эксперименты проводятся в сверхзвуковых и гиперзвуковых аэродинамических трубах, на баллистических установках, в ударных и импульсных трубах и на других газодинамических установках специального назначения (см. Аэродинамические измерения). Прикладная газовая динамика, в которой обычно применяются упрощённые теоретические представления об осреднённых по поперечному сечению параметрах газового потока и основные закономерности движения, найденные экспериментальным путём, используется при расчёте компрессоров и турбин, сопел и диффузоров, ракетных двигателей, аэродинамических труб, эжекторов, газопроводов и многих других технических устройств.





 
 
© All-Физика, 2009-2016
При использовании материалов сайта ссылка на www.all-fizika.com обязательна.