Lapisan batas

Dalam fisika dan mekanika zalir, lapisan batas diartikan sebagai lapisan tipis sebuah zalir yang terletak tepat di sebelah permukaan pembatas yang terbentuk dari zalir yang mengalir sepanjang permukaan. Antarhubungan zalirdengan dinding menghasilkan keadaan batas takgelincir, yakni kecepatan kosong pada dinding. Kemudian, kecepatan aliran akan meningkat secara bertele ke atas permukaan hingga kecepatannya kembali menyamai kecepatan sebagian besar aliran. Lapisan tipis yang terdiri dari zalir yang kecepatannya belum kembali menyamai kecepatanbesar disebut sebagai lapisan batas kecepatan.

Seperti yang tampak pada gambar di samping (atas bagi pengguna gawai), udara di sebelah manusia dipanaskan sehingga terjadi aliran konvektif imbas gravitasi yang menghasilkan kapisan batas kecepatan dan panas. Angin semilir mengganggu lapisan batas yang juga dilindungi oleh rambut dan pakaian. Hal ini menyebabkan manusia merasa lebih dingin ataupun lebih panas. Pada sayap pesawat udara, lapisan batas kecepatan menjadi bagian dari aliran yang dekat dengan sayap, tempat terjadinya gangguan dari gaya kental terhadap aliran takkental di sekitarnya. Di atmosfer Bumi, lapisan batas atmosfer adalah lapisan udara (sekitar satu kilometer) di dekat tanah; terdampak oleh permukaan, aliran panas siang-malam yang disebabkan oleh panas matahari yang menghangatkan tanah, kelembapan, atau perpindahan momentum dari atau ke permukaan.

 Gagasan Prandtl 
Lapisan batas aerodinamik pertama kali dianggapdasarkan oleh Ludwig Prantl pada sebuah makalah yang ia persembahkan pada 12 Agustus 1904 di Kongres Matematikawan Internasional ketiga di Heidelberg, Jerman. Anggapan dasarnya menyederhanakan persamaan aliran zalir dengan membafi medan alir menjadi dua bagian. Pertama, bagian yang terletak di dalam lapisan batas yang dikuasai oleh kekentalan dan menghasilkan sebagian besar hambatan yang dialami oleh benda batas. Kedua, bagian yang terletak di luar lapisan batas dengan kekentalan yang dapat diabaikan tanpa berdampak besar terhadap pemecahan masalah.

 Lihat pula 
 Aerodinamika
 Terbang
 Aeronautika
 Penerbangan
 Pesawat terbang
 Astronautika
 Dinamika fluida
 Prinsip Bernoulli
 Bilangan Reynolds
 Turbulensi
 Terowongan angin
 Model terowongan angin standar
 Terowongan senjata
 Terowongan angin vertikal
 Terowongan angin subsonik dan transonik
 Terowongan angin supersonik
 Terowongan angin hipersonik
 Terowongan ekspansi

Referensi


 A.D. Polyanin and V.F. Zaitsev, Handbook of Nonlinear Partial Differential Equations, Chapman & Hall/CRC Press, Boca Raton – London, 2004. 
 A.D. Polyanin, A.M. Kutepov, A.V. Vyazmin, and D.A. Kazenin, Hydrodynamics, Mass and Heat Transfer in Chemical Engineering, Taylor & Francis, London, 2002. 
 Hermann Schlichting, Klaus Gersten, E. Krause, H. Jr. Oertel, C. Mayes "Boundary-Layer Theory" 8th edition Springer 2004 
 John D. Anderson Jr., "Ludwig Prandtl's Boundary Layer", Physics Today, December 2005

H. Tennekes and J. L. Lumley, "A First Course in Turbulence", The MIT Press, (1972).
Lectures in Turbulence for the 21st Century by William K. George

Kategori:Lapisan batas
Kategori:Desain sayap pesawat terbang
Kategori:Perpindahan panas