Dynamika płynów a mechanika płynów
Dynamika płynów i mechanika płynów to dwie bardzo ważne dziedziny nauki w fizyce. Te dziedziny są bardzo ważne, jeśli chodzi o przedmioty takie jak inżynieria lotnicza, inżynieria morska, inżynieria lądowa i wojskowa oraz różne inne dziedziny. Mechanika płynów i dynamika płynów mogą być traktowane jako zupełnie nowa dziedzina mechaniki klasycznej, w której prawdopodobieństwo i termodynamika odgrywają bardzo ważną rolę. Aby w pełni zrozumieć aspekty mechaniki płynów i dynamiki płynów, trzeba mieć dobrą wiedzę z zakresu zachowania energii, pól wektorowych, a nawet termodynamiki statystycznej. W tym artykule omówimy, czym jest mechanika płynów i dynamika płynów, ich podstawowe zasady, podobieństwa, zastosowania i wreszcie różnice.
Mechanika płynów
Płyn jest definiowany jako gaz lub ciecz. Mechanika płynów to nauka o zachowaniu cieczy i gazów. Bardziej poprawnie zdefiniowana mechanika płynów to badanie płynów i działających na nie sił. Mechanika płynów ma trzy główne dziedziny. Są to mianowicie statyka płynów, która bada płyny w spoczynku, kinematyka płynów, która bada ruchy płynów, oraz dynamika płynów, która bada wpływ sił na ruch płynów. Ale jak wiemy, ciecze i gazy nie mają stanu ustalonego. W wyniku termicznego mieszania gazów i cieczy zawsze występuje ruch losowy. Jednak mieszanie termiczne gazów jest wyższe niż płynów. Jednym z ojców założycieli mechaniki płynów był Archimedes. Jego słynna zasada wyporu była jedną z pierwszych zasad mechaniki płynów. Później wybitni naukowcy, tacy jak Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli i wybitni matematycy, tacy jak Euler, d’Alembert, Lagrange, Poisson i Laplace, wnieśli znaczący wkład w badania mechaniki płynów. Pole lepkości zostało później opracowane przez Poiseuille'a, Hagena, Naviera i Stokesa.
Dynamika płynów
Dynamika płynów to poddziedzina mechaniki płynów. Dynamika płynów bada wpływ sił na ruch płynów. Najbardziej godnymi uwagi równaniami w dynamice płynów są równanie Bernoulliego, które zaproponował Daniel Bernoulli. Definiuje się ją dla nieściśliwego, nielepkiego płynu o stałym i nieturbulentnym przepływie. Dla takiego płynu suma ciśnienia hydrostatycznego, energii kinetycznej na jednostkę objętości i energii potencjalnej na jednostkę objętości jest stała. Można to zastosować do dowolnej arbitralnej linii przepływu płynu. Jednak płyny w rzeczywistości nie są zgodne z tym równaniem, ponieważ są ściśliwe i lepkie. Inne ważne równania dynamiki płynów to równania Naviera-Stokesa i twierdzenie o transporcie Reynoldsa. Są to zasadniczo zachowanie masy, zachowanie energii i zachowanie pędu w różnych formach. Ważnym aspektem dynamiki płynów jest aerodynamika. Samoloty wykorzystują twierdzenie Bernoulliego do wytworzenia różnicy ciśnień między górną i dolną stroną skrzydeł. To sprawia, że latanie jest możliwe. Hydrodynamika odgrywa również ważną rolę w codziennym życiu.
Jaka jest różnica między mechaniką płynów a dynamiką płynów?
• Mechanika płynów bada płyny w stanie statycznym lub dynamicznym.
• Dynamika płynów to podrozdział mechaniki płynów. Bada jedynie wpływ sił na poruszające się płyny.
