aërodynamica (aërodynamika) [Gr. aer, lucht, dynamis, kracht], v., wetenschap die zich bezighoudt met de beweging van gassen.
Hierbij bestudeert men de volgende aspecten; 1. het stromingsgebied, d.w.z. de wijze waarop de stroming verloopt tussen zekere begrenzingswanden (kanalen, pijpen van velerlei vorm enz.) of rondom hindernissen (ondergedompelde voorwerpen, vliegtuigvleugels, voertuigen, gebouwen enz.). Hierbij kunnen deze wanden of hindernissen in rust zijn of in beweging; 2. de krachten die door het stromende gas op die wanden of hindernissen worden uitgeoefend; 3. andere aspecten: opwarming, diffusie enz. De aërodynamica onderscheidt zich van de dynamica der vaste lichamen doordat het hier gaat om de studie van een fluïdum, d.i. de algemene benaming voor een vloeistof of een gas. Aan een fluïdum kent men de volgende eigenschappen toe: a. het is zeer vervormbaar en beweeglijk; b. het is homogeen, d.w.z. dat de fysische eigenschappen van alle deeltjes waarin men het fluïdum zou kunnen verdelen identiek zijn. Dit is natuurlijk slechts het geval indien men niet doordringt tot een schaal waar alle materie tenslotte discontinu is en samengesteld uit elementaire deeltjes. Men kan het fluïdum evenwel nog steeds als homogeen beschouwen indien naburige deeltjes door wederzijdse beïnvloeding en bloc reageren. Dit is het geval indien de gemiddelde vrije weglengte tussen onderlinge botsingen klein is ten opzichte van de (macroscopische) schaal waarop men de stroming beschouwt, d.w.z. in verhouding tot de afmetingen van de hindernissen die het fluïdum ontmoet; c. het is continu, d.w.z. samenhangend; d. het heeft een zekere dichtheid (= massa per volume-eenheid); e. het heeft inwendige wrijving (= viscositeit). Bij de studie van de krachten die optreden wanneer een fluïdum stroomt om een hindernis, veronderstelt men gewoonlijk deze hindernis in rust terwijl het fluïdum op grote afstand van deze hindernis een eenparige snelheid bezit, soms genoemd: ‘de snelheid op oneindig’. Een proef in een windtunnel is een benadering van deze situatie.
Het geval van een voorwerp dat met een eenparige snelheid beweegt in een stilstaand fluïdum (auto of vliegtuig door de lucht) is volledig identiek met het omgekeerde (stilstaand voorwerp en bewegend fluïdum). De resultaten in de windtunnel verkregen zijn dan ook voor beide situaties volledig toepasselijk.
De volgende vier bijzondere gevallen worden onderscheiden: 1. Beschouwt men het fluïdum als samendrukbaar, d.w.z. met veranderlijke dichtheid, dan moet bij de studie ook de thermodynamica worden betrokken. Men spreekt in dit geval gewoonlijk van gasdynamica. 2. Beschouwt men het fluïdum als onsamendrukbaar dan is er fundamenteel geen onderscheid tussen de stroming van een gas en een vloeistof (hydrodynamica). Men vat ze dan dikwijls samen onder de benaming ‘stromingsleer’. Hoewel in principe een gas altijd samendrukbaar is, kan men dit effect meestal verwaarlozen indien het gaat om stromingen waarbij de snelheid klein is ten opzichte van de geluidssnelheid. In lucht bedraagt deze geluidssnelheid in normale omstandigheden 340 m/sec. Men verwaarloost de samendrukbaarheid gewoonlijk voor snelheden beneden 100 m/sec. Men spreekt dan van subsone aërodynamica. 3. Een tweede vereenvoudiging bestaat erin de viscositeit te verwaarlozen.
Deze hypothese kan zonder al te grote fout aanvaard worden voor de stroming buiten de grenslaag en buiten het zog van hindernissen. Indien men de viscositeit niet mag verwaarlozen wordt de wiskundige behandeling zeer moeilijk, tenzij bij kleine snelheden. In andere gevallen is men grotendeels aangewezen op experimenteel onderzoek. 4. In sommige gevallen kan men de veronderstelling der homogeniteit niet meer handhaven, b.v. op zeer grote hoogte (50 km) boven het aardoppervlak, waar de dichtheid zo klein is dat de gasmoleculen min of meer individueel moeten worden beschouwd. Karakteristiek is hierbij de verhouding van de gemiddelde vrije weglengte tot de afmetingen van het omstroomde voorwerp (getal van Knudsen). In deze omstandigheden gaan andere stromingswetten gelden, die meer gelijkenis vertonen met de ballistiek, stroming. [prof.ir. Th.van de Waeteren].
