Pengaruh Coandă: Perbedaan antara revisi

'''Pengaruh Coandă=''' ({{IPA2|'kwandə}}) adalah kecenderungan dari tekanan zat cair yang selalu tersambung dengan permukaan membengkok yang berdekatan. Prinsipnya diberi nama dari [[bangsa Romania|orang Romania]], [[Henri Coandă]], yang pertama kali mengenali pemanfaatan dari fenomena tersebut untuk pengembangan pesawat terbang.

Ini dinamai penemu Rumania Henri Coandă, yang merupakan orang pertama yang mengenali penerapan praktis dari fenomena tersebut dalam desain pesawat sekitar tahun 1910.<ref>{{Cite journal|date=1918-03|title=Payment by Check. Its Effect upon the Original Obligation|url=http://dx.doi.org/10.2307/1112143|journal=Columbia Law Review|volume=18|issue=3|pages=264|doi=10.2307/1112143|issn=0010-1958}}</ref>   Ini pertama kali didokumentasikan secara eksplisit dalam dua paten yang dikeluarkan pada tahun 1936.

Deskripsi awal tentang fenomena ini diberikan oleh [[Thomas Young (ilmuwan)|Thomas Young]] dalam sebuah kuliah yang diberikan kepada [[Royal Society|The Royal Society]] pada tahun 1800:<blockquote>Tekanan lateral yang mendorong nyala lilin ke arah aliran udara dari blowpipe mungkin persis mirip dengan tekanan yang mengurangi infleksi arus udara di dekat rintangan. Tandai lesung pipit yang dibuat oleh aliran udara ramping di permukaan air. Bawa tubuh cembung ke dalam kontak dengan sisi aliran dan tempat lesung pipit akan segera menunjukkan arus dibelokkan ke arah tubuh; dan jika tubuh bebas untuk bergerak ke segala arah, itu akan didesak ke arah arus ...</blockquote>Seratus tahun kemudian, Henri Coandă mengidentifikasi penerapan efek selama percobaan dengan pesawat [[:en:Coandă-1910|Coandă-1910]]-nya, yang memasang mesin yang tidak biasa yang ia rancang. Turbin yang digerakkan motor mendorong udara panas ke belakang, dan Coandă memperhatikan bahwa aliran udara tertarik ke permukaan terdekat. Pada tahun 1934 Coandă memperoleh [[paten]] di Prancis untuk "metode dan peralatan untuk penyimpangan cairan ke dalam cairan lain". Efeknya digambarkan sebagai "penyimpangan semburan polos cairan yang menembus cairan lain di sekitar dinding cembung". Dokumen resmi pertama yang secara eksplisit menyebutkan efek Coandă adalah dua paten tahun 1936 oleh Henri Coandă.<ref>{{Cite book|last=Shinbrot|first=Troy|date=2019-04-11|url=http://dx.doi.org/10.1093/oso/9780198812586.003.0002|title=Elastic Surfaces|publisher=Oxford University Press|pages=30–50}}</ref><ref>{{Cite journal|lastname=SFERI-COANDA CLICHY (FRANCE)|date=1957-06-01|title=COANDA EFFECT|url=http":0"//dx.doi.org/10.21236/ad0204073|location=Fort> Belvoir, VA}}</ref>  Nama ini diterima oleh ahli aerodinamika terkemuka [[Theodore von Kármán]], yang memiliki hubungan ilmiah panjang dengan Coandă tentang masalah aerodinamika.<ref>{{Cite book|last=Eisner|first=Thomas|date=2003|url=https://www.worldcat.org/oclc/52047487|title=For love of insects|location=Cambridge, Mass.|publisher=Belknap Press of Harvard University Press|isbn=0-674-01181-3|oclc=52047487}}</ref>

Semburan udara bebas memasukkan molekul udara dari sekitarnya yang menyebabkan "tabung" atau "selongsong" [[:en:Axisymmetrical|tekanan rendah axisymmetrical]] di sekitar jet (lihat Diagram 1). Gaya yang dihasilkan dari tabung tekanan rendah ini akhirnya menyeimbangkan ketidakstabilan aliran tegak lurus, yang menstabilkan jet dalam garis lurus. Namun, jika permukaan padat ditempatkan dekat, dan kira-kira sejajar dengan jet (Diagram 2), maka entrainment (dan karenanya penghapusan) udara dari antara permukaan padat dan jet menyebabkan pengurangan [[Tekanan atmosfer|tekanan udara]] di sisi jet yang tidak dapat diseimbangkan secepat daerah tekanan rendah di sisi "terbuka" jet. Perbedaan tekanan di seluruh jet menyebabkan jet menyimpang ke arah permukaan terdekat, dan kemudian menempel padanya (Diagram 3).<ref>{{Cite journal|lastname=Reba|first=Imants|date=1966-06|title=Applications of the Coanda Effect|url=https":0"//www.scientificamerican.com/article/applications-of-the-coanda-effect|journal=Scientific American|volume=214|issue=6|pages=84–92|doi=10.1038/scientificamerican0666-84|issn=0036-8733}}</ref><ref>{{Cite journal|lastname=SFERI-COANDA CLICHY (FRANCE)|date=1957-06-01|title=COANDA EFFECT|url=http":1"//dx.doi.org/10.21236/ad0204073|location=Fort> Belvoir, VA}}</ref>  Jet ini melekat lebih baik pada permukaan melengkung (Diagram 4), karena setiap perubahan inkremental (sangat kecil) dalam arah permukaan membawa efek yang dijelaskan untuk pembengkokan awal jet ke permukaan.<ref name=":0">{{Cite journal|last=SFERI-COANDA CLICHY (FRANCE)|date=1957-06-01|title=COANDA EFFECT|url=http://dx.doi.org/10.21236/ad0204073|location=Fort Belvoir, VA}}</ref><ref>{{Cite book|date=2017|url=http://dx.doi.org/10.5040/9781472948281.0013|title=Party Town|publisher=Bloomsbury Sigma}}</ref>   Jika permukaannya tidak terlalu melengkung tajam, jet dapat, dalam keadaan yang tepat, menempel pada permukaan bahkan setelah mengalir 180° di sekitar permukaan melengkung silindris, dan dengan demikian bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah awalnya. Gaya-gaya yang menyebabkan perubahan ini dalam arah aliran jet menyebabkan gaya yang sama dan berlawanan pada permukaan di mana jet mengalir.<ref name=":0" />   Gaya yang diinduksi efek Coandă ini dapat dimanfaatkan untuk menyebabkan pengangkatan dan bentuk gerak lainnya, tergantung pada orientasi jet dan permukaan yang dianut jet.<ref name=":1">{{Cite journal|last=Reba|first=Imants|date=1966-06|title=Applications of the Coanda Effect|url=https://www.scientificamerican.com/article/applications-of-the-coanda-effect|journal=Scientific American|volume=214|issue=6|pages=84–92|doi=10.1038/scientificamerican0666-84|issn=0036-8733}}</ref>   Sebuah "bibir" kecil di permukaan pada titik di mana jet mulai mengalir di atas permukaan itu (Diagram 5) meningkatkan penyimpangan awal dari arah aliran jet, dan kemudian melekat pada permukaan. Ini hasil dari fakta bahwa pusaran tekanan rendah terbentuk di belakang bibir, mendorong penurunan jet ke permukaan.<ref name=":1" />

Efek Coandă dapat diinduksi dalam cairan apa pun, dan karenanya sama efektifnya dalam air seperti di udara.<ref name=":1" />   Airfoil yang dipanaskan secara signifikan mengurangi hambatan.<ref>{{Cite journal|last=Ramkhalawan|first=Nigel|last2=Hassanali|first2=Hamid|date=2021-06-28|title=ESPCP - An Economic Artificial Lift Method for an Offshore Field in Southwest Trinidad|url=http://dx.doi.org/10.2118/200920-ms|journal=Day 3 Wed, June 30, 2021|publisher=SPE|doi=10.2118/200920-ms}}</ref>

[[File:Surface_pressure_of_a_wall_jet_along_a_circular_wall.png|pra=https://en.wiki-indonesia.club/wiki/File:Surface_pressure_of_a_wall_jet_along_a_circular_wall.png|jmpl|Pengukuran tekanan permukaan di sepanjang dinding jari-jari melengkung melingkar (r = 12 cm), membelokkan semburan [[:en:Turbulent|udara yang bergejolak]] ([[:en:Reynolds number|nomor Reynolds]] = 10⁶) lebar (h). Tekanan mulai turun sebelum asal jet, karena efek lokal pada titik keluarnya udara dari nosel yang menciptakan jet. Jika ''h''/''r'' rasio (rasio lebar jet dengan jari-jari kelengkungan dinding) kurang dari 0, 5, efek Coandă yang sebenarnya diamati, dengan tekanan dinding di sepanjang dinding melengkung tetap pada tingkat rendah (tekanan sub-ambien) ini sampai jet mencapai ujung dinding (ketika tekanan dengan cepat kembali ke tekanan sekitar). Jika ''h''/''r'' rasio lebih dari 0, 5, hanya efek lokal yang terjadi pada asal jet, setelah itu jet segera terpisah dari dinding, dan tidak ada efek Coandă. Eksperimen oleh Kadosch dan Liermann di laboratorium Kadosch, SNECMA. <ref name="Kadosch 1958 1–12">{{Cite journal|last=Kadosch|first=Marcel|date=1958|title=Déviation des jets par adhérence à une paroi convexe|url=http://dx.doi.org/10.1051/jphysap:019580019040100|journal=Journal de Physique Appliquée|volume=19|issue=S4|pages=1–12|doi=10.1051/jphysap:019580019040100|issn=1160-8161}}</ref>]]

Eksperimen yang dilakukan pada tahun 1956 dengan jet udara [[Turbulensi|turbulen]] pada [[:en:Reynolds number|nomor Reynolds]] 10⁶ pada berbagai lebar jet (h) menunjukkan tekanan yang diukur sepanjang jari-jari dinding melengkung melingkar (r) pada serangkaian jarak horizontal dari asal jet (lihat diagram di sebelah kanan).<ref>{{Cite journal|lastname="Kadosch|first=Marcel|date= 1958|title=Déviation des jets par adhérence à une paroi convexe|url=http://dx.doi.org/10.1051/jphysap:019580019040100|journal=Journal de Physique Appliquée|volume=19|issue=S4|pages=1–12|doi=10.1051"/jphysap:019580019040100|issn=1160-8161}}</ref><ref>{{Cite journal|date=1967-01-01|title=SEMIANNUAL REPORT [ON ELECTRON ACCELERATOR], JANUARY 1--JUNE 30, 1967.|url=http://dx.doi.org/10.2172/4547822}}</ref>

Sebuah perhitungan yang dibuat oleh Woods pada tahun 1954<ref>{{Cite journal|last=WOODS|first=L. C.|date=1954|title=COMPRESSIBLE SUBSONIC FLOW IN TWO-DIMENSIONAL CHANNELS WITH MIXED BOUNDARY CONDITIONS|url=http://dx.doi.org/10.1093/qjmam/7.3.263|journal=The Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics|volume=7|issue=3|pages=263–282|doi=10.1093/qjmam/7.3.263|issn=0033-5614}}</ref> dari aliran inviscidi[[:en:Inviscid|nviscid]] di sepanjang dinding melingkar menunjukkan bahwa ada solusi inviscid dengan kelengkungan apa pun ''h''/''r'' dan setiap sudut defleksi yang diberikan hingga titik pemisahan di dinding, di mana titik tunggal muncul dengan kemiringan tak terbatas dari kurva tekanan permukaan.

Eksperimen lain yang dilakukan pada tahun 2004 dengan jet dinding di sepanjang dinding melingkar menunjukkan bahwa efek Coandă tidak terjadi dalam [[aliran laminar]], dan kritis ''h''/''r'' rasio untuk angka Reynolds kecil jauh lebih kecil daripada rasio untuk aliran turbulen.<ref>{{Cite journal|date=2005|editor-last=Gutkowski|editor-first=Witold|editor2-last=Kowalewski|editor2-first=Tomasz A.|title=Mechanics of the 21st Century|url=http://dx.doi.org/10.1007/1-4020-3559-4|doi=10.1007/1-4020-3559-4}}</ref>   hingga ''h''/''r'' = 0,14 dengan nomor Reynolds 500, dan ''h''/''r'' = 0,05 untuk nomor Reynolds 100.

Efek Coandă memiliki aplikasi di berbagai [[:en:High-lift device|perangkat angkat tinggi]] pada pesawat terbang, di mana udara yang bergerak di atas sayap dapat "ditekuk" ke arah tanah menggunakan flap dan lembaran jet yang bertiup di atas permukaan melengkung bagian atas sayap. Pembengkokan aliran menghasilkan [[:en:Aerodynamic lift|daya angkat aerodinamis]].<ref>{{Cite journal|last=Foster|first=Mark|last2=Steinmeyer|first2=John|date=2011-06-14|title=Results from the NASA Heavy Lift Launch System Study|url=http://dx.doi.org/10.2514/6.2011-7281|journal=AIAA SPACE 2011 Conference &amp; Exposition|location=Reston, Virigina|publisher=American Institute of Aeronautics and Astronautics|doi=10.2514/6.2011-7281}}</ref>   Aliran dari mesin jet berkecepatan tinggi yang dipasang di [[:en:Podded engines|pod]] di atas sayap menghasilkan peningkatan daya angkat dengan secara dramatis meningkatkan [[:en:Velocity gradient|gradien kecepatan]] dalam [[:en:Shear flow|aliran geser]] di lapisan batas. Dalam gradien kecepatan ini, partikel tertiup angin dari permukaan, sehingga menurunkan tekanan di sana. Mengikuti dengan cermat karya Coandă pada aplikasi penelitiannya, dan khususnya karyanya pada "Aerodina Lenticulară,"<ref>{{Cite journal|last=Modi|first=Trisha|last2=Maniam|first2=Ganesh|last3=Bluhm|first3=Peyton|last4=Payton|first4=Walker|last5=Lampe|first5=Richard|date=2021|title=Mastoiditis Caused by Streptococcus intermedius|url=http://dx.doi.org/10.25270/con.2021.06.00003|journal=Consultant|doi=10.25270/con.2021.06.00003|issn=0010-7069}}</ref> [[:en:John Carver Meadows Frost|John Frost]] dari [[:en:Avro Canada|Avro Kanada]] juga menghabiskan banyak waktu untuk meneliti efeknya, yang mengarah ke serangkaian pesawat seperti [[Kapal bantalan udara|hovercraft]] "luar dalam" dari mana udara keluar dalam cincin di sekitar bagian luar pesawat dan diarahkan dengan "melekat" pada cincin seperti flap.