is de leer der beweging van gassen en van de daarbij optredende krachten (druk en wrijving), in tegenstelling tot de leer der toestanden van gassen in rust: aërostatica (o.a. van grote betekenis voor de luchtvaart, z ook draagvlak, vliegtuig, windtunnel). In vele, ook practisch zeer belangrijke stromingsgevallen (bij stroming om vliegtuigvleugels, -rompen en -roeren, om luchtschepen, grotendeels ook bij luchtschroeven) is het niet nodig onderscheid te maken naar de aard van het medium (vloeistof of gas) omdat vloeistof zowel als gas — onder verwaarlozing van moleculaire bewegingen — als homogeen wordt beschouwd.
Zij zijn vrijelijk vervormbaar, min of meer visceus en bedeeld met dichtheid. Men spreekt dan van de leer der vloeistofbeweging, in het algemeen stromingsleer, ook wanneer men die van gassen bedoelt. Karakteristiek voor gassen is de samendrukbaarheid, voor vloeistoffen de oppervlaktespanning (capillariteit); neemt men deze kenmerken wel in aanmerking, dan valt de stromingsleer uiteen in aërodynamica en hydrodynamica. Strikt genomen zou men dan ook de aërodynamica moeten beperken tot die stromingsgevallen, waarin volume- (en dus dichtheids-) veranderingen van het stromend medium een niet te verwaarlozen rol spelen. Waar men de grens tussen aërodynamica en hydrodynamica trekt, is min of meer willekeurig: laat men in de behandeling van gasstromingen dichtheidsveranderingen van i pet toe, dan kan men gebruik maken van de wetten der hydrodynamica (onsamendrukbare stroming) zolang de snelheidsveranderingen in het stromingsveld beneden 50 m/sec. blijven, of geen grotere hoogteverschillen in de berekening optreden dan 100 m. Laat men nog dichtheidsveranderingen van 10 pct toe, dan kan men resp. gaan tot 150 m/sec. en 1000 m. Zijn de optredende snelheden V echter vergelijkbaar met de geluidssnelheid a (ca. 340 m/sec.), dan mag men dichtheidsveranderingen niet meer verwaarlozen; dit zal het geval zijn indien V/a groter is dan 0,5. Dergelijke stromingsgevallen treden op bij de bewegingvanprojectielen, raketten, nabij de toppen van luchtschroefbladen, om de draagvlakken van zeer snelle vliegtuigen, ook bij compressie en expansie van onder druk staande gassen, welke uit reservoirs of door lange leidingen stromen. De leer, die zich hiermede in het bijzonder bezighoudt, noemt men in plaats van aërodynamica in eigenlijke zin ook gasdynamica; ze verkeert zowel theoretisch als experimenteel nog in een ontwikkelingsstadium.Wil men echter onder aërodynamica verstaan de leer der gasbeweging in het algemeen, zonder acht te slaan op het al dan niet optreden van samendrukbaarheidsverschijnselen, dan valt hieronder een uitgebreide groep onderwerpen, welke men gedeeltelijk evenzeer bij de hydrodynamica zou kunnen rangschikken en waarvan de belangrijkste o.m. zijn: mathematische theorie der wrijvingsloze vloeistof (zgn. klassieke hydrodynamica: potentiaalstroming, circulatiestroming, eigenschappen van wervels en wervelbeweging: aëro- en hydrodynamica te zamen); mechanica der visceuze media; mechanica der samendrukbare media (eigenlijke aërodynamica, gasdynamica: voortplanting van drukgolven, twee- en driedimensionale stroming bij de geluidssnelheid, stroming om een projectiel, raket, draagvlakprofiel bij zeer hoge snelheid, gasstralen); mathematische theorie van het vliegtuigdraagvlak (draagvlak); stroming om een vliegtuigvleugel, krachten en momenten, welke hierbij optreden, toepassing van de eigenschappen van wervelstelsels (circulatiestroming) op de draagvlaktheorie, veld van door draagvlakken geïnduceerde snelheden, eigenschappen van stelsels uit meer dan één draagvlak bestaande, niet-eenparige draagvlakbeweging; theorie van de lucht- (ook scheeps-)schroef, grotendeels gebaseerd op de draagvlaktheorie: bepaling van trek- (resp. stuw-)kracht, koppel en vermogen, bepaling der schroefbladen, nuttig effect van de schroef, invloed van de schroefstraal op het vliegtuig (resp. invloed van de volgstroom van een schip op de scheepsschroef); beweging van vliegtuigen (luchtvaart); weerstandsverschijnselen bij de stroming om vaste lichamen en stromingsweerstand door buizen en kanalen (vloeistofweerstand); snelheids- en drukveld in de nabijheid van vaste lichamen en verschijnselen, welke bij door inwendige vloeistofwrijving vertraagde stroming optreden (grenslaag); experimenteel onderzoek van de krachten en van de stromingsverschijnselen bij objecten op ware grootte en bij modellen daarvan op kleine schaal (modelonderzoek) alsmede van de daarbij in acht te nemen modelregels; techniek der aërodynamische metingen: instrumenten ter bepaling van snelheid, volume en druk (Pitot-buis, windsnelheidsmeter, meetflens, Venturi-buis).
De krachten (druk en wrijving) in een stromingsveld treden op bij de relatieve beweging van delen van een stromingsveld onderling (stralen bij vrij uitstromende gassen, o.m. achter raketten, slipstroom van vliegtuigschroeven, convectiestromingen), zowel als bij de relatieve beweging van gas en vast lichaam, waarbij het eerste in rust en het tweede in beweging verkeert (luchtweerstand van vaar- en voertuigen, vliegtuig, projectiel), dan wel omgekeerd (stroming om stilstaande lichamen van verschillende aard, o.m. luchtweerstand van door de natuurlijke of kunstmatige wind getroffen voorwerpen, winddruk op gebouwen, weerstand bij de stroming door buizen of kanalen) en bij de relatieve beweging van gas en vloeistof (door de wind veroorzaakte golven op een wateroppervlak bijv.).
Voor het geval dat men de inwendige gaswrijving (viscositeit) niet in aanmerking neemt en dus alleen op de drukkrachten let, kan men deze laatste exact wiskundig behandelen (volgens de klassieke hydrodynamica, zoals deze in de 18de en 19de eeuw door de mathematici Euler, Lagrange, d’Alembert, Stokes, Helmholtz, Thomson e.a. ontwikkeld werd). Deze klassieke hydrodynamica is voor de studie van draagvlakken en luchtschroeven van grote practische betekenis geworden door de invoering van het begrip circulatiestroming en van de daarmede samenhangende wervelbewegingen, waardoor het mogelijk werd op schematische wijze rekening te houden met de voornaamste wrijvingsinvloed en men dus de werkelijke stromingstoestand met voor vele gevallen voldoende nauwkeurigheid benadert (potentiaalstroming). Zonder deze begrippen is de strenge wiskundige behandeling van stromingsvraagstukken zonder directe toepasbaarheid op werkelijke media, want een exacte theorie is dan alleen te geven voor zeer langzame stromingen. Bij practisch belangrijke gevallen van stroming met wrijving worden de wiskundige moeilijkheden al spoedig zo groot, dat experimenteel onderzoek als grondslag dan wel als aanvulling van de berekeningen nodig is; daardoor is het modelonderzoek, uitgevoerd in speciaal daartoe ingerichte laboratoria (in Nederland: Nationaal Luchtvaart Laboratorium te Amsterdam en Laboratorium voor Aëro- en Hydrodynamica der Technische Hoogeschool te Delft) tot ontwikkeling gekomen. Zowel vraagstukken van zuiver wetenschappelijk belang worden daar ook proefondervindelijk ter hand genomen, als practische kwesties der luchtvaart en op andere gebieden (bepaling der krachten op vliegtuigmodellen en vliegtuigonderdelen, luchtweerstand van auto’s, spoorwegmaterieel, van diverse andere lichamen zoals staven, bollen, platen en schijven, winddruk op gebouwen, vraagstukken op het gebied der ventilatie van verkeerstunnels bijv.).
Geschiedenis.
In de ontwikkeling der stromingsleer vallen drie hoofdperioden te onderscheiden: van Aristoteles (384-322 v. Chr.) tot het einde der 17de eeuw (het verschijnen van Newton’s Principia (1687), gekenmerkt door min of meer filosofische beschouwingen aangaande de beweging van lichamen door de lucht met incidentele en primitieve waarneming en ontstaan van het begrip luchtweerstand; (Leonardo da Vinci, 1452-1519, maakt in zijn verspreide aantekeningen over het vliegen reeds melding van luchtweerstand en van „samendrukbaarheid”, „condenseerbaarheid” van de lucht bij de slag van vogel vleugels). In de tweede periode, die der klassieke hydrodynamica, tot de opkomst der luchtvaart (ca 1895) ontstaat een nauwkeuriger mathematische theorie der bewegingen en krachten bij wrijvingsloze (zgn. „ideale”) media (vloeistoffen en gassen te zamen), doch zonder directe toepasbaarheid op werkelijke media, zoals water en lucht, waarbij het systematisch ter hand genomen experimenteel onderzoek van stromingsverschijnselen begint op te komen. In de derde hoofdperiode, van 1895 tot heden, ontwikkelt deze theorie zich onder drang der opkomende luchtvaart verder (mede door de conceptie circulatiestroming), verfijnt, neemt de resultaten van zich meer en meer uitbreidend experimenteel onderzoek in zich op en groeit uit tot basis-wetenschap voor de luchtvaarttechniek enerzijds en voor de leer der waterbeweging in de ruimste zin anderzijds (z hydrodynamica: leer der beweging van vloeistoffen en van de daarbij optredende krachten; hydraulica: waterbouwkundige stromingsleer).
DR IR B. G. VAN DER HEGGE ZIJNEN
Lit.: W. F. Durand, Aerodynamic theory I-VI, (Berlin ,934-,36); L. Prandtl, Führer durch die Strömungslehre, (Braunschweig 1942).
