Rajakerros

Rajakerros on fysiikan, varsinkin virtausdynamiikan termi, joka kuvaa nesteen tai kaasun kerrosta lähimpänä rajapintaa. Virtausnopeus aivan pinnassa on nolla, ja kasvaa siitä rajakerroksessa kohti häiritsemättömän virtauksen nopeutta. Rajakerroksen ominaisuudet riippuvat virtaavan kaasun tai nesteen viskositeetista.[1]

Esimerkki rajakerroksesta

Tunnetuimpia rajakerroksia ovat ohut (alle 0,01 mm) kerros ilmaa lentokoneen siiven pinnassa (ks. ilmanvastus), ja ilmakehän rajakerros, jota meteorologiassa kutsutaan myös planetaariseksi rajakerrokseksi tai yksinkertaisesti rajakerrokseksi.[2] Meren pintakerros, jossa havaitaan Ekmanin spiraali, on myös rajakerros.[3]

Aerodynaamisen rajakerroksen havaitsi 1900-luvun alussa saksalainen fyysikko Ludwig Prandtl. Se on aerodynamiikan tärkeimpiä keksintöjä, sillä se selittää nesteen seassa uivan tai lentävän kappaleen kokeman vastuksen.[4] Purjekoneiden ja liikennelentokoneiden suunnittelussa kiinnitetään paljon huomiota rajakerroksen optimointiin, jotta vastus saataisiin minimoitua. Ensinnäkin rajakerros lisää kappaleen efektiivistä poikkipinta-alaa ja siten sen kokemaa vastusta. Toisekseen virtauksen shear siiven pinnalla aiheuttaa pintakitkaa.

Reynoldsin luku määrittää rajakerroksen ominaisuuksia.

Lähteet
  1. Boundary Layer NASA
  2. Planetary Boundary Layer Encyclopedia Britannica
  3. 9.2 Ekman Layer at the Sea Surface (Arkistoitu – Internet Archive) Introuction to Physical Oceanography
  4. Viscosity and Boundary Layers Applied Aerodynamics

    Aiheesta muualla
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.