sınır tabaka

• gemilerin hareket sırasında yan çeperlerinde suyun hızının sıfır olduğu bölge.
• mantık seviyesi normal bir insanın katlanabileceği seviyenin altında olan, farz-ı misal, sürekli sıfırın altında eksilerde seyir eden insan tabakası....
  
  bu tip insanlardan uzak durulması her geçen gün biraz daha zorlaşmaktadır, çünkü her yerde karşınıza çıkması olasıdır....
  
  tavşanlardan sonra en hızlı üreyen tabaka bile diyebiliriz...
• katıyla sıvının etkileşiminde, katı yüzeyine yakın bölgedeki akımdır.
  
  ağdalı (viskoz) bir akışkan, katıya sürtündüğünde duracaktır. bu yüzden, katı yüzeyindeki akımın hızı sıfırdır. sınırdan uzaklaştıkça akım serbest akım hızına doğru değişim gösterir.
  
  sınır tabaka ayrılması, çalkantılı sınır tabaka gibi çeşitli olgular, sınır tabakanın mühendislikte ne denli önemli olduğunu kanıtlar.
• (bkz: hız sınır tabaka)
  (bkz: ısıl sınır tabaka)
  (bkz: boundary layer)
• bir akışkanın katı bir yüzey üzerinden akarken yüzeyin durağan olması nedeniyle oluşan kayma gerilimlerinin akışın hızını etkilediği bölgedir.
  
  sınır tabaka da klasik iç akış gibi, lokal reynolds sayısına bağlı olarak laminer başlar, geçiş sınır tabakayla devam eder ve son olarak türbülanslı sınır tabakaya geçer.
  
  lisans düzeyi akışkanlar mekaniği derslerinde düz bir plaka üzerindeki akış sabit bir serbest akıntı hızının olduğu problem çözülür. navier stokes ve süreklilik denklemi boyutsuzlaştırılarak blasius denklemi elde edilir. nümerik olarak çözümü kolay olan bu denklem sayesinde laminer sınır tabaka kalınlığı yerel mesafeye bağlı olarak çıkarılır. buradaki en önemli detay bu denklemin sıfır basınç gradyanı için çözülmüş olmasıdır.
  
  laminer sınır tabakanın geçiş sınır tabakaya döndüğü nokta ise daha karmaşıktır. birçok deneysel çalışma sonucunda, geçiş sınır tabakanın momentum sınır tabaka kalınlığına bağlı reynolds sayısının genelde 360'a eşit olduğu noktalarda başladığı görülmüştür.
  
  peki laminer sınır tabaka nasıl tanımlanır? en basit haliyle akışın yer yer laminer yer yer türbülanslı karaktere sahip olduğu bölgedir. geçiş sınır tabakayla birlikte, sınır tabaka içinde turbulent spot denilen, akışın, içinde türbülanslı karaktere sahip olduğu adacıklar oluşmaya başlar. bir akışın bu adacık içinde geçirdiği sürenin, iki adacık arasındaki süreyle toplamı toplam gözlem zaman aralığını verir. adacık içindeki sürenin buna oranı ise intermittency olarak tanımlanır.
  
  geçiş sınır tabakada, lokal reynolds sayısı arttıkça bu adacıkların boyutları büyümeye başlar. başka bir deyişle intermittency değeri 0'dan 1'e yükselmeye başlar. artık 1'e ulaştığı yerde geçiş sınır tabaka bitmiş, türbülanslı sınır tabaka başlamıştır. şunu vurgulamak önemlidir ki, akış ayrılması çoğunlukla geçiş sınır tabakanın başında gerçekleşir. özellikle pozitif basınç gradyanının söz konusu olduğu akışlarda, laminer sınır tabakanın başlarında hızlar çok düşüktür fakat geçiş sınır tabakayla birlikte momentum disipasyonu artmaya yani visköz kuvvetlerin etkisi düşmeye başlar. bu nokta akış ilerledikçe artar ve eğer basınç kuvvetleri visköz kuvvetleri yenerse akış ayrılması gerçekleşir.
  
  bu durumda olabilecekler için:
  
  (bkz: #56883383)
  (bkz: #57090128)
  
  eğer akışın hızlanmasını sağlayan negatif basınç gradyanı mevcutsa, hız dolayısıyla reynolds sayısı daha hızlı artacağından dolayı adacıklar daha hızlı gelişir. yeteri kadar büyük negatif basınç gradyanı mevcutsa by-pass transition denilen olay gerçekleşir. bu durumda adacıklar bir anda gelişir ve intermittency çok kısa mesafede 0'dan 1'e yükselir, yani geçiş sınır tabaka görülmez.
  
  bu noktada yüzey geometrisine bağlı bir optimizasyon yapmak gerekir. aslında geçiş sınır tabaka uzunluğunun artması iyi bir şeydir çünkü türbülanslı sınır tabakada gelişen eddylerden dolayı daha çok kayıp yaşanır. fakat basınç gradyanını artırarak kayıpları düşüreyim derken akış ayrılmasına da yol açmamak gerekir.
  
  yüzeydeki hız gradyanı türbülanslı sınır tabakada daha yüksek olduğundan dolayı akış ayrılması türbülanslı sınır tabakada daha zordur. bu noktada çok sıklıkla yapılan hata türbülanslı sınır tabaka ile akış ayrılmasını birbirine karıştırmaktır. türbülanslı sınır tabakada eddyler yani bir başka deyişle girdaplar gelişir, ama bunlar sınır tabakanın içinde kalır. akış ayrılmasıysa yüzeydeki kesme gerilmesinin basınç kuvvetlerine karşı koyamayışı nedeniyle bütün akışın yüzeyden kopmasına denir. bu durumda oluşacak girdapların büyüklüğüyle eddyleri kıyaslamak abestir. girdaplar da bir tersinirlik kaynağı olduğundan dolayı bunları navier stokes denkleminde, gelişen bir visköz kayba matematiksel olarak benzetmek mümkündür. buna eddy viskozite denir ki başka bir entrynin konusudur.
  
  birçok kişinin sandığının aksine türbülanslı sınır tabakada akış ayrılması gerçekleşmez. hatta bu yüzden akış ayrılmasını engellemek için bazı uçak kanatlarında vortex generator bile kullanılır. bunun amacı akışı türbülanslı sınır tabakaya daha erken sokmaktır. böylece akış ayrılmasını geciktirmek, geometriye ve basınç gradyanına bağlı olarak engellemek söz konusu olabilir. burada yapılan da bir optimizasyondur, akış ayrılması gibi felaket sonuçlara yol açabilecek bir durum yerine, kayıpları artırıcı türbülanslı sınır tabaka her zaman yeğdir.
  
  bazı durumlarda laminer sınır tabaka hattında akış ayrıldıktan sonra tekrar artan reynolds sayısı nedeniyle tekrar yüzeye tutunabilir. bu duruma genelde, uçak kanadından ziyade kompresör bıçaklarında rastlanır. kompresörün cascade düzlemindeki basınç gradyanı chord ekseninin sonuna doğru aşırı arttığından dolayı akış yüzeye tekrar tutunabilir. ama yüksek hız ve negatif basınç gradyanı nedeniyle neredeyse lamineri bile teğet geçerek direkt türbülanslı sınır tabaka gelişir.
  
  edit: imla
  türbülanslı sınır tabaka editi: türbülanslı sınır tabakada da, eğer geometriyi pozitif basınç gradyanını patlatacak bir hale sokarsanız akış ayrılması gerçekleşecektir, vurgulamak istediğim şey aynı basınç gradyanı ve geometri üzerinde türbülanslı sınır tabakanın yüzeye daha sıkı tutunarak kopmaya daha dirençli olacağıdır.
• had analizlerinde ağ yapısının daha sık olması gereken bölge. bunun için akışın karakterine göre belirlenmiş yplus değerleri mevcuttur.
  
  eğer bir akışın katı cidarla meydana getirdiği etkileşim (örneğin yanma odasında) asıl fiziksel olayı (yanma) etkilemiyorsa sınır tabaka ağ yapısı kaba olarak oluşturulabilir. ancak tepkimeli akışta aynı yanma odası hacminde cidarlardan bir başka ortama ısı transferi varsa, bu durumda ısıl sınır tabaka var olacağından cidara yakın sınır bölgelerinde daha sık ağ elemanları gerekecektir.
  
  yani had analizi yaparken daha sık ağ yapısı oluşturmak sadece hız sınır tabaka ile değil aynı zamanda ısıl sınır tabaka ile de ilintilidir.