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एरोडायनामिक बलों में गतिशील दबाव

1910
  • Otto Lilienthal
  • Wright brothers
  • Ludwig Prandtl
Aerodynamic testing facility with wind tunnel and model aircraft wing for aeronautical engineering.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

किसी वस्तु पर लगने वाले वायुगतिकीय बल, जैसे कि उत्प्लावन बल और घर्षण बल, वस्तु के गतिशील बल के सीधे समानुपाती होते हैं। दबाव of the surrounding fluid. The formulas are [latex]L = C_L \cdot q \cdot A[/latex] and [latex]D = C_D \cdot q \cdot A[/latex], where [latex]C_L[/latex] and [latex]C_D[/latex] are the dimensionless lift and drag coefficients, [latex]q[/latex] is the dynamic pressure, and [latex]A[/latex] is a reference area.

वायुगतिकीय बलों को परिभाषित करने के लिए गतिशील दाब का उपयोग वैमानिकी अभियांत्रिकी का एक आधारशिला है, जो आयामी विश्लेषण नामक एक शक्तिशाली विश्लेषण विधि को सक्षम बनाता है। गतिशील दाब (q), एक संदर्भ क्षेत्र (A) और एक आयामहीन गुणांक (C_L या C_D) के संदर्भ में उत्थापन और अपघर्षण को व्यक्त करके, इंजीनियर द्रव गुणों और गति के प्रभावों को वस्तु के आकार के प्रभावों से अलग कर सकते हैं। गुणांक C_L और C_D मुख्य रूप से पिंड के आकार, प्रवाह के प्रति उसके अभिविन्यास (हमला कोण) और पर निर्भर करते हैं। रेनॉल्ड्स संख्या और मच संख्यायह पृथक्करण अत्यंत उपयोगी है। उदाहरण के लिए, एक विमान के स्केल मॉडल का परीक्षण पवन सुरंग में किया जा सकता है, और मापे गए लिफ्ट और ड्रैग गुणांकों का उपयोग विभिन्न उड़ान स्थितियों (विभिन्न ऊँचाई, इसलिए विभिन्न घनत्व, और विभिन्न गति) के तहत पूर्ण आकार के विमान पर लगने वाले बलों का सटीक अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है।

अंतरिक्ष में इस अवधारणा का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग "मैक्स क्यू" की धारणा है, जो अंतरिक्ष यान के वायुमंडलीय आरोहण के दौरान उस बिंदु को संदर्भित करता है जहां वह अधिकतम गतिशील दबाव का अनुभव करता है। रॉकेट के त्वरण के साथ, उसकी गति (u) बढ़ती है, जिससे q का मान बढ़ता है। साथ ही, ऊंचाई बढ़ने के साथ, वायुमंडलीय घनत्व (ρ) घटता है, जिससे q का मान घटता है। इन दो विपरीत प्रभावों के संयोजन से गतिशील दबाव का अधिकतम मान प्राप्त होता है। यह यान पर अधिकतम यांत्रिक तनाव का क्षण होता है, और इसकी संरचना को इन भारों को सहन करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। मैक्स क्यू के आसपास इंजनों की गति कम करना इन तनावों को कम करने और यान की संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करने की एक सामान्य रणनीति है।

UNESCO Nomenclature: 3301
एयरोनॉटिकल इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • बर्नौली का सिद्धांत
  • Definition of dynamic pressure
  • न्यूटन के गति के नियम और द्रव प्रतिरोध की अवधारणाएँ
  • जॉर्ज केली जैसे अग्रदूतों द्वारा एयरफ़ॉइल पर किए गए प्रारंभिक प्रायोगिक कार्य

आवेदन

  • विमान के पंख और धड़ का डिज़ाइन
  • डाउनफोर्स और दक्षता के लिए ऑटोमोबाइल और रेस कार बॉडी शेपिंग
  • विद्युत उत्पादन के लिए टरबाइन ब्लेड डिजाइन
  • नावों और नौकाओं के लिए पाल का डिजाइन
  • प्रक्षेप्य प्रक्षेप पथों का विश्लेषण (बैलिस्टिक्स)
  • भवन स्थिरता के लिए पवन इंजीनियरिंग

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • विमान के पंख जो वास्तविक समय के गतिशील दबाव मापों के आधार पर लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात को अनुकूलित करने के लिए सक्रिय रूप से अपने एयरफ़ॉइल आकार को बदलते हैं।
  • स्मार्ट पैराशूट जो अलग-अलग ऊंचाइयों पर हवा के घनत्व की परवाह किए बिना एक स्थिर अवरोहण दर बनाए रखने के लिए अपने कैनोपी क्षेत्र या सरंध्रता को समायोजित करते हैं।
  • पेशेवर साइकिल चालकों के लिए प्रदर्शन निगरानी प्रणाली जो पावर आउटपुट और गतिशील दबाव सेंसर के आधार पर वास्तविक समय में ड्रैग गुणांक डेटा प्रदान करती है।
  • स्वायत्त उड़ान भरने वाले ड्रोन जो गतिशील दबाव और उत्प्लावन में सूक्ष्म परिवर्तनों का पता लगाकर ऊष्मीय तरंगों की खोज और उनका लाभ उठाते हैं।
  • wind turbine blades with active flow control surfaces (e.g., micro-flaps) that adjust to maximize energy capture across a range of wind speeds
  • formula 1 cars with active aerodynamic elements that reduce drag on straights and increase downforce in corners, controlled by dynamic pressure data
  • launch vehicle ascent profiles that are dynamically optimized in real-time to navigate through max q with minimum structural stress
  • advanced ballistic vests designed to better dissipate the dynamic pressure wave from a projectile’s impact
  • architectural glass for skyscrapers with embedded sensors that can predict and counteract wind-induced stresses by altering its stiffness
  • clothing for speed skaters that incorporates riblet structures whose effectiveness is tuned for the specific dynamic pressure range of the sport
Related to: aerodynamics, lift, drag, dynamic pressure, lift coefficient, drag coefficient, airfoil, fluid dynamics, वैमानिक engineering, max q.

ऐतिहासिक संदर्भ

एरोडायनामिक बलों में गतिशील दबाव

1903
1906
1910
1910
1910
1920
1920
1900
1903-05-10
1910
1910
1910
1910
1920
1920

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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