এয়ারোডাইনামিক্স

এয়ারোডাইনামিক্স

ভূমিকা

এয়ারোডাইনামিক্স হলো গতিশীলতার একটি শাখা যা বাতাস বা অন্য কোনো গ্যাসীয় প্রবাহের সাথে কঠিন বস্তুর মিথস্ক্রিয়া নিয়ে আলোচনা করে। এটি ফ্লুইড ডায়নামিক্স-এর একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। এয়ারোডাইনামিক্সের মূল উদ্দেশ্য হলো বায়ুর বাধা কমিয়ে কোনো বস্তুর গতি এবং স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করা। এই বিজ্ঞান বিমান তৈরি থেকে শুরু করে গাড়ি ডিজাইন এবং বিল্ডিং নির্মাণ পর্যন্ত বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।

এয়ারোডাইনামিক্সের ইতিহাস

প্রাচীনকাল থেকেই মানুষ উড়তে চেয়েছে এবং এর জন্য প্রকৃতির নিয়মগুলো বোঝার চেষ্টা করেছে। খ্রিস্টপূর্ব চতুর্থ শতাব্দীতে আর্কিমিডিস স্ক্রু আবিষ্কার করেন, যা বায়ু স্থানান্তরের একটি প্রাথমিক উদাহরণ। তবে, আধুনিক এয়ারোডাইনামিক্সের যাত্রা শুরু হয় ১৯ শতকে।

• স্যার জর্জ কেইলি: তাঁকে আধুনিক বিমান চালনার জনক বলা হয়। তিনি ১৮০৪ সালে প্রথম উড়োজাহাজের নকশা তৈরি করেন এবং এর চারটি মূল উপাদান - ডানা, লেজ, ফ্যুসেলাজ এবং প্রপালশন সিস্টেম-এর ধারণা দেন।
• লুইস রেনল্ডস: তিনি ১৮৮৬ সালে রেনল্ডস সংখ্যা (Reynolds number) আবিষ্কার করেন, যা ফ্লুইড প্রবাহের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।

  নিকোলাই ঝুকোভস্কি: বিংশ শতাব্দীর শুরুতে তিনি এয়ারফয়েল তত্ত্বের (airfoil theory) ভিত্তি স্থাপন করেন।

• থিওডোর ভন কার্মান: তিনি আধুনিক এয়ারোডাইনামিক্সের অন্যতম প্রভাবশালী বিজ্ঞানী হিসেবে পরিচিত।

এয়ারোডাইনামিক্সের মৌলিক ধারণা

এয়ারোডাইনামিক্সের কিছু মৌলিক ধারণা নিচে উল্লেখ করা হলো:

• বায়ুচাপ: কোনো পৃষ্ঠের উপর লম্বভাবে প্রযুক্ত বলকে বায়ুচাপ বলে।
• বায়ুর ঘনত্ব: প্রতি একক আয়তনে বায়ুর ভরকে বায়ুর ঘনত্ব বলে।
• বায়ুর সান্দ্রতা: বায়ুর অভ্যন্তরীণ ঘর্ষণ ধর্মকে সান্দ্রতা বলে।
• প্রবাহ বেগ: কোনো নির্দিষ্ট বিন্দুতে বায়ুর গতির হারকে প্রবাহ বেগ বলে।
• বার্নোলির নীতি: এই নীতি অনুসারে, কোনো তরলের বেগ বাড়লে তার চাপ কমে যায় এবং বেগ কমলে চাপ বাড়ে। এটি এয়ারোডাইনামিক্সের একটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা।
• নিউটনের গতির সূত্র: এই সূত্রগুলি বস্তুর গতির ব্যাখ্যা দেয় এবং এয়ারোডাইনামিক বলের বিশ্লেষণ করতে সাহায্য করে।

এয়ারোডাইনামিক বলসমূহ

কোনো বস্তু যখন বাতাসের মধ্যে দিয়ে যায়, তখন তার উপর প্রধানত চারটি বল কাজ করে:

1. লিফট (Lift): ডানার উপর লম্বভাবে উপরের দিকে যে বল কাজ করে, তাকে লিফট বলে। এটি বিমানকে উপরে উড়তে সাহায্য করে। 2. ড্র্যাগ (Drag): গতির বিপরীত দিকে যে বল কাজ করে, তাকে ড্র্যাগ বলে। এটি বাতাসের বাধার কারণে সৃষ্টি হয়। 3. থ্রাস্ট (Thrust): যে বল বস্তুকে সামনের দিকে এগিয়ে নিয়ে যায়, তাকে থ্রাস্ট বলে। এটি ইঞ্জিন বা প্রপেলার দ্বারা তৈরি হয়। 4. ওজন (Weight): পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ বলের কারণে বস্তুর উপর যে বল কাজ করে, তাকে ওজন বলে।

এয়ারোডাইনামিক বলসমূহের তালিকা

বলের নাম

দিক

কারণ

প্রভাব

লিফট

উপরের দিকে

ডানার আকৃতি ও কোণ

বস্তুকে উপরে তোলে

ড্র্যাগ

গতির বিপরীত দিকে

বাতাসের বাধা

গতি কমায়

থ্রাস্ট

সামনের দিকে

ইঞ্জিন বা প্রপেলার

গতি বাড়ায়

ওজন

নিচের দিকে

মাধ্যাকর্ষণ

বস্তুকে নিচে টানে

এয়ারফয়েল (Airfoil)

এয়ারফয়েল হলো একটি বিশেষ আকৃতির কাঠামো, যা বাতাসের মধ্যে দিয়ে গেলে লিফট তৈরি করে। এর উপরের পৃষ্ঠটি বাঁকানো এবং নিচের পৃষ্ঠটি প্রায় সমতল থাকে। যখন বাতাস এয়ারফয়েলের উপর দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন উপরের পৃষ্ঠে বাতাসের বেগ বৃদ্ধি পায় এবং চাপ কমে যায়। নিচের পৃষ্ঠে বাতাসের বেগ কম থাকে এবং চাপ বেশি থাকে। এই চাপের পার্থক্যের কারণে একটি ঊর্ধ্বমুখী বল তৈরি হয়, যা লিফট নামে পরিচিত।

• ক্যাম্বার (Camber): এয়ারফয়েলের বক্রতার পরিমাণকে ক্যাম্বার বলে।
• কর্ড লাইন (Chord line): এয়ারফয়েলের সামনের এবং পিছনের প্রান্তের মধ্যে সরল রেখাটিকে কর্ড লাইন বলে।
• অ্যাঙ্গেল অফ অ্যাটাক (Angle of attack): কর্ড লাইন এবং আপেক্ষিক বাতাসের দিকের মধ্যে কোণকে অ্যাঙ্গেল অফ অ্যাটাক বলে।

ড্র্যাগ (Drag) এবং এর প্রকারভেদ

ড্র্যাগ হলো সেই বল যা কোনো বস্তুর গতিকে বাধা দেয়। এটি মূলত দুটি প্রকার:

1. ফর্ম ড্র্যাগ (Form drag): বস্তুর আকৃতির কারণে সৃষ্ট ড্র্যাগ। এটি বস্তুর প্রস্থচ্ছেদের উপর নির্ভর করে। 2. স্কিন ফ্রিকশন ড্র্যাগ (Skin friction drag): বায়ুর সান্দ্রতার কারণে সৃষ্ট ড্র্যাগ। এটি বস্তুর পৃষ্ঠের মসৃণতার উপর নির্ভর করে। 3. ইন্ডুসড ড্র্যাগ (Induced drag): লিফট তৈরির কারণে সৃষ্ট ড্র্যাগ।

ড্র্যাগ কমানোর জন্য নিম্নলিখিত কৌশলগুলি অবলম্বন করা যেতে পারে:

• বস্তুর আকৃতিকে সুবিন্যস্ত করা।
• পৃষ্ঠকে মসৃণ করা।
• ড্র্যাগ কমানোর জন্য ডাইভারশন ব্যবহার করা।

ফ্ল্যাপস এবং স্ল্যাটস (Flaps and Slats)

ফ্ল্যাপস এবং স্ল্যাটস হলো ডানার অতিরিক্ত অংশ, যা লিফট এবং ড্র্যাগ নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়।

• ফ্ল্যাপস: ডানার পিছনের দিকে লাগানো হয় এবং এটি নিচের দিকে নামানো হলে লিফট বৃদ্ধি পায় এবং ড্র্যাগও বাড়ে। এটি সাধারণত বিমান অবতরণের সময় ব্যবহৃত হয়।
• স্ল্যাটস: ডানার সামনের দিকে লাগানো হয় এবং এটি সামনের দিকে প্রসারিত হলে উচ্চ অ্যাঙ্গেল অফ অ্যাটাকে স্টল (stall) হওয়া থেকে রক্ষা করে। এটি সাধারণত বিমান উড্ডয়নের সময় ব্যবহৃত হয়।

উচ্চগতির এয়ারোডাইনামিক্স (High-Speed Aerodynamics)

যখন কোনো বস্তু শব্দের গতির কাছাকাছি বা তার চেয়ে বেশি গতিতে চলে, তখন উচ্চগতির এয়ারোডাইনামিক্সের নীতিগুলি প্রযোজ্য হয়। এই ক্ষেত্রে, বাতাসের ঘনত্ব এবং চাপ পরিবর্তিত হতে থাকে এবং শক ওয়েভ (shock wave) তৈরি হতে পারে।

• শব্দের বাধা (Sound barrier): শব্দের গতির কাছাকাছি গতিতে পৌঁছালে সৃষ্ট বাধার অনুভূতি।
• সুপারসনিক গতি (Supersonic speed): শব্দের গতির চেয়ে বেশি গতি।
• হাইপারসনিক গতি (Hypersonic speed): শব্দের গতির পাঁচগুণ বেশি গতি।

কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডায়নামিক্স (Computational Fluid Dynamics - CFD)

কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডায়নামিক্স (CFD) হলো একটি সংখ্যাগত পদ্ধতি, যা ফ্লুইড প্রবাহের সমস্যা সমাধানের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি কম্পিউটার মডেলিং এবং সিমুলেশনের মাধ্যমে এয়ারোডাইনামিক বৈশিষ্ট্যগুলি বিশ্লেষণ করতে সাহায্য করে। CFD ব্যবহার করে নতুন ডিজাইন তৈরি এবং পরীক্ষা করা যায়, যা সময় এবং খরচ সাশ্রয় করে।

এয়ারোডাইনামিক্সের প্রয়োগক্ষেত্র

এয়ারোডাইনামিক্সের প্রয়োগক্ষেত্রগুলি হলো:

• বিমান নির্মাণ: বিমানের ডিজাইন এবং কার্যকারিতা উন্নত করতে।
• গাড়ি শিল্প: গাড়ির এয়ারোডাইনামিক ডিজাইন করে জ্বালানি সাশ্রয় করতে।
• নৌকা শিল্প: নৌকার গতি এবং স্থিতিশীলতা বাড়াতে।
• বিল্ডিং ডিজাইন: বিল্ডিংয়ের উপর বাতাসের চাপ কমাতে এবং কাঠামোকে আরও নিরাপদ করতে।
• ক্রীড়া সরঞ্জাম: খেলার সরঞ্জাম যেমন গলফ বল, টেনিস র‍্যাকেট ইত্যাদির ডিজাইন উন্নত করতে।
• বায়ু টারবাইন: বায়ু টারবাইনের দক্ষতা বাড়াতে।

ভবিষ্যৎ প্রবণতা

এয়ারোডাইনামিক্সের ভবিষ্যৎ গবেষণা নিম্নলিখিত ক্ষেত্রগুলিতে focus করছে:

• ন্যানো-এয়ারোডাইনামিক্স: ন্যানোস্কেলে বায়ুর প্রবাহ এবং বস্তুর মিথস্ক্রিয়া নিয়ে গবেষণা।
• বায়ো-ইনস্পায়ার্ড এয়ারোডাইনামিক্স: প্রকৃতি থেকে অনুপ্রাণিত হয়ে নতুন এয়ারোডাইনামিক ডিজাইন তৈরি করা। যেমন পাখির ডানা থেকে শিক্ষা নিয়ে ড্রোন তৈরি করা।
• অ্যাডাপ্টিভ এয়ারফয়েল: যে ডানার আকৃতি স্বয়ংক্রিয়ভাবে পরিবর্তিত হতে পারে, যা বিভিন্ন পরিস্থিতিতে ভালো পারফর্ম করতে পারে।

আরও জানতে

• ফ্লুইড ডায়নামিক্স
• বার্নোলির নীতি
• নিউটনের গতির সূত্র
• এয়ারফয়েল
• লিফট (Lift)
• ড্র্যাগ (Drag)
• কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডায়নামিক্স
• এয়ারোডাইনামিক ডিজাইন
• উচ্চগতির এয়ারোডাইনামিক্স

তথ্যসূত্র

• Anderson, John D. Jr. *Fundamentals of Aerodynamics*. McGraw-Hill, 2017.
• Houghton, E. L., and Peter W. Carpenter. *Aerodynamics for Engineering Students*. Pearson Education, 2003.
• Kundu, A. K., and Ira M. Cohen. *Fluid Mechanics*. Academic Press, 2009.

এখনই ট্রেডিং শুরু করুন

IQ Option-এ নিবন্ধন করুন (সর্বনিম্ন ডিপোজিট $10) Pocket Option-এ অ্যাকাউন্ট খুলুন (সর্বনিম্ন ডিপোজিট $5)

আমাদের সম্প্রদায়ে যোগ দিন

আমাদের টেলিগ্রাম চ্যানেলে যোগ দিন @strategybin এবং পান: ✓ দৈনিক ট্রেডিং সংকেত ✓ একচেটিয়া কৌশলগত বিশ্লেষণ ✓ বাজারের প্রবণতা সম্পর্কে বিজ্ঞপ্তি ✓ নতুনদের জন্য শিক্ষামূলক উপকরণ