প্রবাহ প্রতিরোধ একটি বিস্তৃত সমস্যা। উচ্চ গতিতে একটি গাড়ির জ্বালানী খরচ মূলত স্থল ঘর্ষণ প্রতিরোধের পরিবর্তে বায়ু প্রতিরোধের থেকে আসে। যে কারণে ধোঁয়াশা বাতাসে "সাসপেন্ড" হতে পারে তাও প্রবাহ প্রতিরোধের কারণে। এই সব বায়ু প্রতিরোধের গুরুত্ব ব্যাখ্যা.
01
চাপ ডিফারেনশিয়াল প্রতিরোধের এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধের
শক্তির দৃষ্টিকোণ থেকে, বস্তুর প্রতিরোধ হল তার পৃষ্ঠের তরলটির সরাসরি ক্রিয়া। বস্তুর পৃষ্ঠের সাথে লম্ব যা তরলের চাপ এবং এর দ্বারা সৃষ্ট প্রতিরোধকে ডিফারেনশিয়াল প্রেসার রেজিস্ট্যান্স বলে; বস্তুর পৃষ্ঠের সমান্তরাল যা তরলটির সান্দ্র শিয়ার বল এবং এটি দ্বারা উত্পন্ন প্রতিরোধকে ঘর্ষণ প্রতিরোধ বলে। এই দুই বাহিনী ছাড়া আর কোন শক্তি নেই। অতএব, একটি বস্তুর মোট রোধ হল চাপ পার্থক্য প্রতিরোধের এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধের ফলস্বরূপ বল। চাপের পার্থক্য প্রতিরোধ বস্তুর আকৃতির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধ প্রধানত বস্তুর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের সাথে সম্পর্কিত।
কিছু জায়গায় বলে যে চাপের পার্থক্য প্রতিরোধ এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধের ছাড়াও, প্ররোচিত প্রতিরোধ, শক ওয়েভ প্রতিরোধ ইত্যাদি রয়েছে, যা একটি ভুল বোঝাবুঝি। প্রকৃতপক্ষে, প্ররোচিত প্রতিরোধ এবং শক ওয়েভ প্রতিরোধের উভয়ই চাপের পার্থক্য প্রতিরোধ এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধের (প্রধানত চাপ পার্থক্য প্রতিরোধের) জন্য দায়ী করা যেতে পারে।
02
আকৃতি প্রতিরোধের পোস্টেরিয়র প্রতিরোধের
এটি প্রাচীন কাল থেকে জানা গেছে যে তরল পদার্থে চলমান বস্তুগুলি প্রতিরোধের অভিজ্ঞতা অর্জন করবে এবং প্রতিরোধ বস্তুর আকারের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। কিন্তু তরল বলবিদ্যার মূল তত্ত্ব বিপরীত সিদ্ধান্তে এসেছিল। অয়লার এবং বার্নোলির তরল গতির নিয়মের উপর ভিত্তি করে, যদি তরলের সান্দ্রতা উপেক্ষা করা হয়, তবে তরল এটিতে চলমান কোনো আকৃতির বস্তুর প্রতিরোধ তৈরি করবে না।
এটা মনে হয় যে প্রতিরোধ সম্পূর্ণরূপে সান্দ্রতা দ্বারা সৃষ্ট, কিন্তু বায়ুর সান্দ্রতা খুব ছোট, এবং এটি দ্বারা উত্পাদিত ঘর্ষণীয় প্রতিরোধের প্রকৃতপক্ষে পরিমাপ করা অ্যারোডাইনামিক প্রতিরোধের তুলনায় অনেক ছোট। এই দ্বন্দ্বটি ইতিহাসে "D'Alembert's Paradox" নামে পরিচিত কারণ এটি ফরাসি গণিতবিদ D'Alembert দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল।
যতক্ষণ না Prandtl সীমানা স্তরের তত্ত্বটি সামনে রেখেছিলেন যে লোকেরা সত্যিই প্রবাহ প্রতিরোধের সারমর্ম উপলব্ধি করেছিল। চাপের পার্থক্য রোধ হল বায়ুগত প্রতিরোধের প্রধান উপাদান, যখন সাধারণ বস্তুর জন্য, চাপ পার্থক্য প্রতিরোধ প্রধানত সীমানা স্তর বিভাজনের কারণে।
প্রথম দিকের লোকেরা (হয়তো এখন অনেকেই তাই মনে করে) একধরনের "সাধারণ জ্ঞান" এর উপর ভিত্তি করে বিশ্বাস করত যে বস্তুর সামনের অংশের আকৃতি প্রতিরোধের আকার নির্ধারণ করে এবং সামনের অংশটি তীক্ষ্ণ হলে প্রতিরোধটি ছোট হবে। . সীমানা স্তর তত্ত্বের সাথে, বস্তুর পিছনের আকৃতি আবিষ্কার করা আরও গুরুত্বপূর্ণ। কারণ বস্তুর পিছনের আকৃতি নির্ধারণ করে কোথায় সীমানা স্তর আলাদা করে এবং এইভাবে বস্তুর পৃষ্ঠে চাপ বন্টন।
সাধারণ মাছ এবং পাখিরা তুলনামূলকভাবে নিখুঁত সুবিন্যস্ত দেহ, গোলাকার মাথা এবং বিন্দুযুক্ত লেজ সহ।
03
আকৃতি প্রতিরোধের সামনে প্রতিরোধের
যদিও বস্তুর পিছনের আকৃতি টেনে আনার পরিমাণের জন্য নির্ধারক, সামনের আকৃতিও গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, যদি বস্তুর সামনের অংশটি বর্গাকার হয়, তাহলে তরলটি তীক্ষ্ণ কোণে প্রথম দিকে আলাদা হয়ে যাবে এবং পিছনের সাবধানে ডিজাইন করা আকৃতিটি তার অর্থ হারাবে। বর্তমানে হাইওয়েতে চলমান ট্রাকগুলির জন্য, আকৃতির অপ্টিমাইজেশন যা অর্জন করা হয়েছে তা মূলত সামনের অংশে কেন্দ্রীভূত, এবং পিছনের অংশটি কন্টেইনারের আকার দ্বারা সীমাবদ্ধ, তাই কম কাজ করা হয়েছে। ট্রান্সোনিক গতিতে চলমান বস্তুর জন্য, শক ওয়েভ অতিরিক্ত প্রতিরোধ তৈরি করবে, তাই সামনের অংশটি খুব বিন্দুযুক্ত আকারে ডিজাইন করা হয়েছে, যাতে প্রতিরোধ কমাতে শক ওয়েভের শঙ্কু কোণ ছোট হয়।
04
শক তরঙ্গ প্রতিরোধের
যখন আগত প্রবাহের গতি শব্দের গতির কাছাকাছি বা অতিক্রম করে, তখন শক ওয়েভ তৈরি হবে, যা অতিরিক্ত শক ওয়েভ প্রতিরোধের আনবে। মোটকথা, শক ওয়েভ রেজিস্ট্যান্স হল এক ধরনের চাপ পার্থক্য প্রতিরোধ, যা শক ওয়েভের অস্তিত্বের কারণে বস্তুর পিছনের অর্ধেকের অপর্যাপ্ত চাপ পুনরুদ্ধারের কারণে ঘটে। সান্দ্র ক্ষয় উপেক্ষা করে, যখন কোন শক ওয়েভ থাকে না, বস্তুর দ্বিতীয়ার্ধে বায়ুপ্রবাহের হ্রাস Δp1 চাপ বৃদ্ধির সাথে মিলে যায়; যখন একটি শক ওয়েভ থাকে, তখন শক ওয়েভের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় বায়ুপ্রবাহ আংশিকভাবে যান্ত্রিক শক্তির অংশ হারায় এবং একই হ্রাসের সাথে সম্পর্কিত চাপ বৃদ্ধি Δp2 Δp1 এর চেয়ে ছোট হবে। অতএব, যখন একটি শক ওয়েভ থাকে, তখন বস্তুর পিছনের অর্ধেকের চাপ একটু কম হয়, যা শক ওয়েভ প্রতিরোধের উৎস। বস্তুর সামনের প্রান্তটি তীক্ষ্ণ করা শক কোণ কোণকে কমাতে পারে, যার ফলে শক ওয়েভের কারণে ক্ষতি হ্রাস পায় এবং শক ওয়েভ প্রতিরোধ ক্ষমতাও হ্রাস পায়। জাহাজটি যখন জলের পৃষ্ঠে ভ্রমণ করে, তখন এটি পৃষ্ঠের তরঙ্গ উৎপন্ন করবে এবং তরঙ্গ প্রতিরোধ ক্ষমতাও থাকবে, তাই এটিকে সূক্ষ্ম করা উচিত, যখন ডুবোজাহাজটি পানির নিচে ভ্রমণ করছে গোলাকার।
শক ওয়েভ প্রতিরোধের ব্যাখ্যা করার জন্য শক্তির ক্ষতি ব্যবহার করা যথেষ্ট সরাসরি নয়। সর্বোপরি, একটি বস্তুর পৃষ্ঠের চাপ এবং সান্দ্র বল হল সেই উপাদান যা সরাসরি প্রতিরোধের মাত্রা নির্ধারণ করে। এরপরে, শক ওয়েভ রেজিস্ট্যান্সকে বস্তুর পৃষ্ঠের চাপের পরিবর্তন দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়।
05
টেনে আনার উপর আকৃতি এবং পৃষ্ঠের গুণমানের প্রভাব
প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করা তরল মেকানিক্সের একটি চিরন্তন থিম। স্ট্রীমলাইনের ব্যবহার কার্যকরভাবে ডিফারেনশিয়াল চাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা কমাতে পারে, প্রধানত কারণ একটি সু-পরিকল্পিত সুবিন্যস্ত শরীরের পৃষ্ঠে কোন সীমানা স্তর বিচ্ছেদ নেই, যার ফলে ডিফারেনশিয়াল চাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়।
আকৃতির পাশাপাশি, একটি বস্তুর পৃষ্ঠের রুক্ষতাও টেনে আনতে প্রভাবিত করে। সাধারণত, পৃষ্ঠটি যত মসৃণ হবে, ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা তত কম হবে, তবে কখনও কখনও বস্তুর পৃষ্ঠটি ইচ্ছাকৃতভাবে রুক্ষ হয়, যার ফলে সীমানা স্তরটি বিচ্ছেদকে বাধা দিতে অশান্ত হয়ে ওঠে, যার ফলে চাপের পার্থক্য প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
06
সারসংক্ষেপ
কোনো বস্তুর বায়বীয় রোধ বিশ্লেষণ করার সময়, তরল বলবিদ্যার অভ্যাস হল তাকে শক্তির আকার অনুযায়ী ভাগ করা। বস্তুর পৃষ্ঠে উল্লম্বভাবে কাজ করে চাপের কারণে সৃষ্ট প্রতিরোধকে ডিফারেনশিয়াল চাপ প্রতিরোধ বলে, অন্যদিকে বস্তুর পৃষ্ঠের সমান্তরাল ঘর্ষণ বলের কারণে সৃষ্ট প্রতিরোধকে ঘর্ষণ প্রতিরোধ বলে। যেহেতু কোনো বস্তুর পৃষ্ঠে এই দুটি শক্তি ছাড়া অন্য কোনো বল নেই, তাই যেকোনো ধরনের প্রতিরোধই চাপ পার্থক্য প্রতিরোধ বা ঘর্ষণ প্রতিরোধ বা উভয়ই।
প্রবাহ বিচ্ছেদ দ্বারা সৃষ্ট চাপ পার্থক্য প্রতিরোধ এবং শক ওয়েভ দ্বারা সৃষ্ট চাপ পার্থক্য প্রতিরোধের সবচেয়ে বড় কারণগুলি বস্তুর বায়ুগত প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে।
সাবসনিক কম-প্রতিরোধী বস্তুর গোলাকার মাথা এবং পয়েন্টেড লেজ থাকে, যখন সুপারসনিক কম-প্রতিরোধের বস্তুর প্রান্ত থাকে।
