süpersonik

• (bkz: supersonic)
• (bkz: sesüstü)
• memo tembelçizer'in sık sık kullandığı "süper" ayarında kelime.
  
  ayrıca, alakasız olarak: (bkz: elektronik supersonik)
• pizza pizza'da içinde pizza sosu, mozerella peyniri, sucuk, mantar, yeşil biber ve mısır olan pizza çeşidi.
• ilk kez the hitchhiker's guide to the galaxy kitabında karşılaştığım, ve okuduğum günden beridir de dilimden düşürmediğim çok süper, en süper, süper ötesi anlamına gelen kelime.
• sesin hizini iki kattan daha fazla asamayan.
  
  iki kattan daha fazla asabileni icin (bkz: hipersonik)
• ses hızının (mach 1) üzerinde olan hızları belirtmek amacıyla kullanılan terim.
• (bkz: concorde)
• süpersonik hız, mach 1 hızı olarak da adlandırılan ses hızını aşan seyahat hızıdır. ses hızı, sıcaklığa ve havanın bileşimine bağlı olduğu için, süpersonik hız da değişen yüksekliklere göre değişir. oda sıcaklığında suyun içinde 1440 m / s'den daha yüksek, katılarda ise daha fazladır. süpersonik bir örnek, silahtan ateş edilen mermi. savaş uçakları ve uzay mekiği de bu hızda uçuyor. concorde, bu tür hızlarda seyahat eden tek yolcu uçağıdır. 2003 yılında son uçuşunu aldı ve şu anda kullanılmıyor. sonic boom terimi bu hızlarla ilişkilendirilir. bir uçak bu hızda uçtuğunda, yerdeki bir kişi sonik patlaması denilen çok yüksek bir gürültüyü duyar. sonik patlaması muazzam bir güç altında hava moleküllerinin hareketi sonucunda üretilir.
• önyazı : evet arkadaşlar. uzun bir entry olacak süpersonik hıza ulaşmak için kullanılan rüzgar türbinleriyle alakalı detaylı bol bol matematik ve fizik içeren bir yazı yazacağım. çok fazla kişinin karıştırdığı ve mantığını tam olarak anlamadığı bir nokta var.(bir zamanlar bu durum içinde ben de vardım.) soru: neden rüzgar tünelinde süpersonik hıza ulaşmak için boğazdan (throat)tan geçtikten sonra kesit alanı azalmaz fakat büyür? bu yazıyı yazma amacım üniversitede okurken aklıma takılan kısımlarda ekşisözlük bana çok fazla zaman kazandırdı. tek cümlelik ama gayet anlaşılır ve efektif olan entryler'e borcumu bu tarz yazılar yazarak ödemek istiyorum. benim gibi buraya bilgi için başvuran kişiler için bir kaynak olması dileğimle.
  
  şimdi kısaca süpersonik hızdan (ya da akıştan) bahsedelim. süpersonik hız veya akış, hızı mach 1'den büyük olup 5'den küçük olan hızlara denir. mach nedir. hız/(ses hızı) burada hıza v ses hızına a diyelim. yani v/a oranımız 1'den büyük ve 5'den küçükse, literatürde buna süpersonik hız veya akış denir. 5'den büyük machlar için (bkz: hipersonik) (bkz: hypersonic). normalde farklı farklı kurumlar için bu mach sayısı değişse de , genel olarak bu sınır 5'tir. mach 1'den küçük hızlara da (bkz: ses altı)
  (bkz: subsonic) denir.
  
  evet gelelim probleme. ne demiştik neden alan azalmaz da artar. bunu deme sebebimiz tabiki (bkz: continuity equation)'dan yani (bkz: süreklilik denklemi)'nden geliyor. neydi bu formulümüz * rho1*a1*v1 = rho2*a2*v2 yani akışkan maddelerin akış miktarının, aktığı boru içinde korunarak taşınmasını tanımlayan bir denklemdir. kütlenin korunumu yasasından gelir. burada rho dediğimiz madde'nin özkütlesi a1 dediğimiz aktığı noktadaki borunun kesit alanı ve v dediğimiz hızımız. eğer hız artıyorsa dolayısıyla denklemi sağlamak için alanımızın azalması gerekir. bu dediğimiz subsonic flow yani ses altı akış veya hızlar için doğru ancak süpersonik hızlara geldiğimizde olay tam olarak beklediğimiz gibi gerçekleşmiyor. neden? şimdi işin eğlenceli bol bol matematikli ve fizikli kısmı başlıyor kemerlerimizi bağlayalım çayımızı veya kahvemizi koyalım ve arkamıza yaslanalım. isterseniz elinize bir kağıt kalem alıp bir sonraki adımı kendiniz yapmaya çalışın nasıl isterseniz. zaten buraya kadar okuduysanız muhtemelen sonuna kadar okuyacaksınız (buraya kadar gelip okumaktan sıkıldıysanız da sonrasını okumanızı da tavsiye ederim.)
  
  evet ne demiştik rho*a*v = sabit neden kütlenin korunumu. şimdi bir adım ileri gidelim ve sonuca doğru ilerleyelim. öncelikle bu denklemin iki tarafının da ln 'ini alalım ve toplam şeklinde yazalım. (kafa karışıklığı olmaması için d(x) şeklinde yazdıklarım sonsuz küçüklükteki diferansiyel (infinitesimal) elementimiz.)
  
  ln(rho)+ln(a)+ln(v) = ln(constant) bu fonksiyonların türevlerini alalım;
  d(rho)/rho+d(a)/a+d(v)/v = 0
  euler'in momentum denkleminden bahsedelim. (momentum korunumu yasasından gelir.) ve tek yönlü (1d) bir akış için denklemi şu şekilde yazabiliriz. d(p) = -rho*v*d(v)
  bir diğer deyişle rho = -d(p)/v*d(v) bu denklemi yukarıdaki denklemimize yerleştirirsek şu sonucu elde ederiz.
  
  -d(rho)*v*d(v)/d(p)+d(a)/a+d(v)/v = 0 denklemini elde ederiz.
  burada nasıl elde edildiğinden bahsetmeyeceğim bir formulümüz daha var;
  dp/d(rho) = (a*)^2 (a* burada ses hızımız) (nasıl elde edildiğini merak eden arkadaşlar buraya bakabilir click
  bu formulü son elde ettiğimiz denklemimize yazdığımızda son olarak;
  (-v*d(v)/(a*)^2)+d(a)/a+d(v)/v=0 elimizde kalır. bu denklemde ilk kısmı v ile çarpıp v ile bölelim sonucumuz nasılsa değişmeyecek ama basitleştireceğimiz bir şekle bürünecektir.
  da/a = (v^2/a*^2)*(d(v)/v)-d(v)/v daha önceden mach number (m şeklinde gösterilir.) = v/a* dolayısıyla denklemde bu kısma m yazabiliriz. bu şekilde denklemimiz son halini alır.
  da/a = (m^2)*(d(v)/v)-d(v)/v d(v)/v parantezine aldığımızda fiziksel olarak anlayabileceğimiz ve yorumlayacağımız bir formül haline gelir. o zaman son olarak;
  da/a = (d(v)/v)*(m^2-1) evet formülümüz son halini aldı. bu formülü 3 farklı şekilde yorumlayacağız.
  1. durumumuz m<1 yani ses altı(subsonic) akış hızlar için mach sayımız 1'den küçük olduğunda m^2-1<0 gibi bir durumla karşılaşırız. ve böyle bir durumda hızı artırmak istiyorsak (d(v)>1 ise) da/a kısmımızın 0'dan küçük olmasını sağlamak durumundayız yani da<0 dolayısıyla kesit alanımız azalır. dolayısıyla ses altı akışlarda kesit alanını daralttığımızda hızı artırmış oluyoruz. taki mach 1'e kadar oraya en son geleceğiz.
  2. durumumuz m>1 süpersonik hız veya akış yani bizim ilgilendiğimiz kısımla alakalı. m>1 olduğunda m^2-1>0 durumu oluşuyor ve biz hızımızı daha da artırmak istiyorsak (d(v)>0) denklemin sağ tarafı pozitif oluyor dolayısıyla da/a'nın da 0 dan büyük olması durumu oluşuyor. a zaten sabit pozitif bir sayı dolayısıyla da>0'dan büyük olması yani kesit alanımızın artması gerekiyor. bu nedenle rüzgar tünellerinde süpersonik hızlarda deney yapılmak istendiğinde throat(boğaz)dan geçtikten sonra tünelin kesit alanı büyütülür, azaltılmaz!
  3. durumumuzda işler biraz karmaşıklaşıyor. denklemimizi düzenleyerek tekrardan yazalım.
  d(v)/v =(1/(m^2-1))*d(a)/a eğer mach number 1'e eşit ise payda 0 oluyor ve ilk bakışta d(v)/v'nin sonsuz olması gerektiği algısına düşüyoruz ancak böyle bir şey imkansız! v finite bir sayı ve dv'nin v'den büyük olması fiziksel olarak imkansız. dolayısıyla farklı bir yorum yapmamız lazım. ve bu durumunu fiziksel olarak mümkün kılan tek olasılığın d(a)/a' nın da 0 eşit olması. bu durumda 0/0'dan sonlu bir sonuç elde ederiz yani denklemin sağ tarafı 0'a eşit olur. bu durumda d(v)/v=0'a eşit olur. buradan yapabileceğimiz yorum sadece throat yani boğaz'da akış hızı mach m=1'e eşit olur yani ses hızında hareket eder.
  
  uzun bir entry oldu farkındayım. dolayısıyla gözden kaçırdığım anlaşılmayan bir nokta olduysa lütfen yazın.