Aliran takkental
Dalam dinamika zalir, aliran takkental adalah aliran sebuah zalir takkental, zalir dengan kekentalan kosong.[1] Bilangan Reynolds, yang berbanding terbalik dengan kekentalan, aliran takkenal mendekati takhingga. Karena gaya-gaya kental dapat diabaikan, persamaan Navier-Stokes dapat disederhanakan menjadi persamaan Euler. Adizalir adalah salah satu contoh alirantakkental.[2]
Penyederhanaan Navier-Stokes menjadi Euler memberikan kemudahan dalam menyelesaikan bukan hanya permasalahan aliran takkental, melainkan juga aliran berkekentalan rendah dan aliran dengan bilangan Reynolds yang sangat tinggi.[3] Meskipun demikian, anggapan kekentalan yang dapat diabaikan tidak berlaku bagi daerah-daerah zalir yang berdekatan dengan batas padatan (dari sudut pandang lapisan batas) atau lebih umumnya lagi, daerah-daerah dengan laju perubahan kecepatan yang tinggi yang tentunya disertai dengan gaya-gaya kental.[1][4][5]
Anggapan dasar Prandtl
sunting
Ludwig Prandtl mengembangkan gagasan modern lapisan batas. Anggapan dasarnya menyatakan bahwa pada zalir berkekentalan rendah, gaya-gaya geser imbas kekentalan hanya terjadi pada daerah tipis yang terletak di lapisan zalir yang dekat dengan permukaan padatan. Di luar daerah ini, termasuk daerah dengan laju perubahan tekanan yang menguntungkan, gaya geser kental tidak ada. Oleh karena itu, medan aliran zalir dapat dianggap sama dengan aliran zalir takkental. Dengan menggunakan anggapan dasar Prandtl, kita dapat memperkirakan aliran zalir nyata di daerah berlaju perubahan tekanan yang menguntungkan dengan beranggapan bahwa aliran yang terjadi berupa aliran takkental dan mempelajari aliran takputar di sekitar suatu benda padat.[6]
Zalir nyata mengalami pemisahan lapisan batas dan hasilnya, olak turbulen. Walaupun demikian, permasalahan tersebut tidak dapat dimodelkan dengan aliran takkental. Pemisahan lapisan batas umumnya terjadi di tempat berbaliknya laju perubahan tekanan dari menguntungkan menjadi merugikan.[6]
Adizalir
sunting
Keadizaliran adalah keadaan ketika suatu benda mengalir tanpa gesek dan dengan kekentalan kosong. Dengan kata lain, benda tersebut mengalir dengan asas aliran takkental.[2] Hingga kini, helium adalah satu-satunya zalir yang dapat menunjukkan sifat adizalir. Helium-4 menjadi adizalir ketika didingankan ke bawah 2,2 K, titik yang dikenal sebagai titik lambda.[7] Pada suhu di atas titik lambda, helium berupa cairan yang berperilaku dinamika zalir biasa. Ketika didinginkan ke bawah 2,2 K, helium mulai menunjukkan sifat-sifat kuantum. Misalnya, pada titik lamba, terdapat peningkatan kapasitas kalor secara tajam, lalu mulai menurun kembali seiring didinginkannya sang zalir.[8] Terlebih lagi, keterhantaran panas sangat tinggi; bersumbangsih sebagai sifat pendingin sempurna adizalir helium.[9] Selain helium-4, helium-3 pun mulai menunjukkan sifat adizalirnya ketika mencapai suhu 2,491 mK.
Catatan kaki
suntingRujukan
sunting- ^ a b E., Stewart, Warren; N., Lightfoot, Edwin (2007-01-01). Transport phenomena. Wiley. ISBN 9780470115398. OCLC 762715172.
- ^ a b S., Stringari (2016). Bose-Einstein condensation and superfluidity. Oxford University Press. ISBN 9780198758884. OCLC 936040211.
- ^ Anderson & Cadou 2024, hlm. 63.
- ^ Clancy, L.J., Aerodynamics, p.xviii
- ^ Kundu, P.K., Cohen, I.M., & Hu, H.H., Fluid Mechanics, Chapter 10, sub-chapter 1
- ^ a b Streeter, Victor L. (1966) Fluid Mechanics, sections 5.6 and 7.1, 4th edition, McGraw-Hill Book Co., Library of Congress Catalog Card Number 66-15605
- ^ "This Month in Physics History". www.aps.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2017-03-07.
- ^ Landau, L. (1941). "Theory of the Superfluidity of Helium II". Physical Review. 60 (4): 356–358. Bibcode:1941PhRv...60..356L. doi:10.1103/physrev.60.356.
- ^ "nature physics portal - looking back - Going with the flow -- superfluidity observed". www.nature.com. Diakses tanggal 2017-03-07.
Daftar pustaka
sunting- Anderson, John D.; Cadou, Cristopher P. (2024). Fundamentals of Aerodynamics (edisi ke-7). New York: McGraw Hill LLC. ISBN 978-1-266-07644-2.