نیروی پسار: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جز امیرمسعود صفحهٔ پسار را به نیروی پسار منتقل کرد: نام گویاتر. موضوع مقاله.
خط ۱:
[[پرونده:Stokes sphere.svg|بندانگشتی|150px|چپ|زمانی که یک شی در گاز یا مایع حرکت می‏کندمی‌کند نیرویی در خلاف جهت حرکت شی به آن وارد می‏شودمی‌شود. یک کره در [[جریان استوکس]] در [[عدد رینولدز]] پایین نشان داده شده است. ]]
 
'''نیروی پسار'''<ref>واژه «پسار» از پیشنهادهای فرهنگستان است و پیش‌تر در متن‌های هوانوردی فارسی به آن «پسا» می‌گفتند.</ref> یا '''پسا''' نامی است که در [[فیزیک]] و [[دینامیک سیالات]] به [[نیرو]]هایی که در جهت بازداشتن اجسام از حرکت در درون سیالات کار می‌کنند، داده می‌شود.<ref>Currie, I. G. ''Fundamental Mechanics of Fluids'', McGraw-Hill, Inc. , 1974. ISBN 0-07-014950-X </ref>
زمانی که جسمی درون سیال حرکت می‏کندمی‌کند برهم کنشی بین جسم و سیال رخ می‏دهدمی‌دهد. [[تنش برشی]] به علت اثرات [[گرانروی]] و تنش‏هایتنش‌های عمودی به علت فشار بر جسم وارد می‏شوندمی‌شوند. به برآیند این نیروها در جهت سرعت جریان بالاسری نیروی پسار و عمود بر جهت سرعت جریان بالاسری [[نیروی برآ]] گفته می‏شودمی‌شود. در حالت کلی نیروی پسار را می‏توانمی‌توان به فرم زیر نوشت.<ref>Munson(2002), p536, eq9-2</ref>
 
<math>F_D\, =\, \int dF_x\, =\, \int p cos \theta\, dA\, +\, \int \tau_w\, sin \theta\, dA</math>
 
که <math>\theta</math> زاویه بین جهت سرعت سیال و نیروی عمودی بر سطح است. در حالت کلی محاسبه توزیع تنش و فشار بر جسم دشوار است لذا برای محاسبه نیروی پسار از روش‏هایروش‌های تجربی استفاده می‏شودمی‌شود. آزمایش‏هاییآزمایش‌هایی که در [[تونل باد]]، تونل آب و یا دیگر روش‏هایروش‌های ابداعی بر روی مدل کوچک انجام می‏شودمی‌شود می‏تواندمی‌تواند توسط [[تحلیل ابعادی]] به [[پیش نمونه]] مرتبط گردد. یکی از [[اعداد بدون بعد]] که در محاسبه نیروی پسار استفاده می‏شودمی‌شود [[ ضریب درگ]] است که خود تابعی از دیگر اعداد بدون بعد [[رینولدز]]، [[عدد ماخ|ماخ]]، [[عدد فرود|فرود]] و زبری نسبی سطح <math>\varepsilon\,/\mathit{l}\,</math> است.
 
 
 
 
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
 
{{سخ}}
{{سخ}}
{{سخ}}
{{سخ}}
 
== انواع نیروی پسار ==
{| class="infobox bordered" style=" text-align: center"
 
{| class="infobox bordered" style=" text-align: center"
|-
! شکل و جریان !! پسای فشاری !! پسار اصطکاکی
|-
| [[پرونده:Flow plate.svg|94px]] || 0%۰٪ || 100%۱۰۰٪
|-
| [[پرونده:Flow foil.svg|94px]] || ~10%۱۰٪ || ~80%۸۰٪
|-
| [[پرونده:Flow sphere.svg|94px]] || ~90%۹۰٪ || ~10%۱۰٪
|-
| [[پرونده:Flow plate perpendicular.svg|94px]] || 100%۱۰۰٪ || 0%۰٪
|}
 
نیروی پسار اصطکاکی بخشی از نیروی پسار است که به [[تنش برشی]] بر سطح جسم ارتباط دارد. این نیرو نه تنها تابع بزرگی تنش برشی بلکه به جهت گیری سطحی که بر آن عمل می‏کندمی‌کند نیز بستگی دارد. اگر جسم سطحی به موازات جهت سرعت جریان باشد تمام تنش برشی در نیروی پسار نقش دارد ولی اگر سطح عمود بر جهت سرعت جریان باشد تنش برشی هیچ نقشی در نیروی پسار ندارد. در حالت کلی برای اجسام با اشکال متفاوت تنش برشی موثرمؤثر بر نیروی پسار چیزی بین این دو حالت حدی است. از آنجایی که [[گرانروی]] اکثر سیالاتی که استفاده می‏شودمی‌شود کم است لذا نیروی پسار اصطکاکی نقش کمی در نیروی پسار کلی دارد. اگر بر اساس [[اعداد بدون بعد]] این موضوع بیان شود یعنی در [[رینولدز]]های بالا نقش تنش برشی در نیروی پسار کم خواهد بود. برای اجسام خط جریانی یا در رینولدزهای پایین بیشتر نیروی پسار ناشی از تنش برشی است. نیروی پسار اصطکاکی با توجه به رابطه زیر به دست می‏آیدمی‌آید
 
نیروی پسار اصطکاکی بخشی از نیروی پسار است که به [[تنش برشی]] بر سطح جسم ارتباط دارد. این نیرو نه تنها تابع بزرگی تنش برشی بلکه به جهت گیری سطحی که بر آن عمل می‏کند نیز بستگی دارد. اگر جسم سطحی به موازات جهت سرعت جریان باشد تمام تنش برشی در نیروی پسار نقش دارد ولی اگر سطح عمود بر جهت سرعت جریان باشد تنش برشی هیچ نقشی در نیروی پسار ندارد. در حالت کلی برای اجسام با اشکال متفاوت تنش برشی موثر بر نیروی پسار چیزی بین این دو حالت حدی است. از آنجایی که [[گرانروی]] اکثر سیالاتی که استفاده می‏شود کم است لذا نیروی پسار اصطکاکی نقش کمی در نیروی پسار کلی دارد. اگر بر اساس [[اعداد بدون بعد]] این موضوع بیان شود یعنی در [[رینولدز]]های بالا نقش تنش برشی در نیروی پسار کم خواهد بود. برای اجسام خط جریانی یا در رینولدزهای پایین بیشتر نیروی پسار ناشی از تنش برشی است. نیروی پسار اصطکاکی با توجه به رابطه زیر به دست می‏آید
 
<math>F_{Df}\, =\, \tfrac12\, \rho\, v^2\, C_{Df}\, A</math>
سطر ۴۱ ⟵ ۳۳:
که در آن <math>C_{Df}</math> ضریب پسار که تابعی از [[رینولدز]] و زبری نسبی سطح است. V سرعت حرکت جسم در سیال است. A سطح مقطع جسم است و برای اجسام با سطح مقطع متغیر، مساحتی معادل است که باید در تعیین [[ضریب درگ]] مشخص گردد. ρ هم چگالی سیال است.
 
پسار فشاری بخشی از نیروی پسار است که ناشی از فشار بر روی سطح جسم است. به علت تاثیرپذیری زیاد از شکل جسم به پسار شکلی نیز معروف است. پسار فشاری به بزرگی و همچنین جهت گیری سطحی که بر آن اعمال می‏شودمی‌شود بستگی دارد. برای مثال در سطحی موازی جهت حرکت سیال نیروی فشاری عمود بر جهت سرعت سیال وارد می‏شودمی‌شود و لذا در نیروی پسار هیچ تاثیریتأثیری ندارد در حالی که برای سطحی عمود بر جهت جریان همه نیروی پسار ناشی از پسار فشاری خواهد بود. همانند پسار اصطکاکی برای اجسام با اشکال مختلف نسبت نیروی پسار فشاری بین این دو حالت حدی خواهد بود.
 
== پانویس ==
{{پانویس}}
سطر ۴۸ ⟵ ۴۰:
== منابع ==
{{چپ‌چین}}
* Currie, I. G. ''Fundamental Mechanics of Fluids'', McGraw-Hill, Inc. , 1974. ISBN 0-07-014950-X
{{پایان چپ‌چین}}
{{چپ‌چین}}
* Munson B.R. ''Fundamentals of Fluid Mechanics'', John Wiley & Sons, Inc. , 2002. ISBN 0-471-44250-X
{{پایان چپ‌چین}}