Dynamika tekutín vs mechanika tekutín
Dynamika tekutín a mechanika tekutín sú dve veľmi dôležité oblasti fyziky. Tieto odbory sú veľmi dôležité, pokiaľ ide o predmety ako letecké inžinierstvo, námorné inžinierstvo, civilné a vojenské inžinierstvo a rôzne ďalšie oblasti. Mechaniku tekutín a dynamiku tekutín možno brať ako úplne novú oblasť klasickej mechaniky, kde pravdepodobnosť a termodynamika zohrávajú veľmi dôležitú úlohu. Aby sme plne porozumeli aspektom mechaniky tekutín a dynamiky tekutín, musíme mať dobré znalosti v oblasti šetrenia energie, vektorových polí a dokonca aj štatistickej termodynamiky. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo je mechanika tekutín a dynamika tekutín, ich základné princípy, podobnosti, aplikácie a nakoniec ich rozdiely.
Mechanika tekutín
Kvapalina je definovaná ako plyn alebo kvapalina. Mechanika tekutín je veda o správaní kvapalín a plynov. Správnejšie definovaná mechanika tekutín je štúdium tekutín a síl na ne. Mechanika tekutín má tri hlavné oblasti. Sú to menovite statika tekutín, ktorá študuje tekutiny v pokoji, kinematika tekutín, ktorá študuje pohyby tekutín, a dynamika tekutín, ktorá študuje účinky síl na pohyb tekutín. Ale ako vieme, kvapaliny a plyny nemajú ustálený stav. Vždy dochádza k náhodnému pohybu v dôsledku tepelného miešania plynov a kvapalín. Tepelné miešanie plynov je však vyššie ako u kvapalín. Jedným zo zakladateľov mechaniky tekutín bol Archimedes. Jeho slávny princíp vztlaku bol jedným z úplne prvých princípov v mechanike tekutín. Neskôr významní vedci ako Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli a významní matematici ako Euler, d’Alembert, Lagrange, Poisson a Laplace významne prispeli k štúdiu mechaniky tekutín. Oblasť viskozity neskôr vyvinuli Poiseuille, Hagen, Navier a Stokes.
Dynamika tekutín
Dynamika tekutín je podoblasť mechaniky tekutín. Dynamika tekutín študuje vplyv síl na pohyb tekutín. Najpozoruhodnejšie rovnice v dynamike tekutín sú Bernoulliho rovnica, ktorú navrhol Daniel Bernoulli. Je definovaná pre nestlačiteľnú, neviscídnu tekutinu s ustáleným a neturbulentným prúdením. Pre takúto tekutinu je súčet hydrostatického tlaku, kinetickej energie na jednotku objemu a potenciálnej energie na jednotku objemu konštantný. Toto je možné aplikovať na ľubovoľnú líniu prúdenia tekutiny. Tekutiny však v skutočnosti túto rovnicu nedodržiavajú, pretože sú stlačiteľné a viskózne. Ďalšími dôležitými rovnicami dynamiky tekutín sú Navier-Stokesove rovnice a Reynoldsova transportná veta. Ide v podstate o šetrenie hmoty, šetrenie energie a šetrenie hybnosti v rôznych formách. Dôležitým aspektom dynamiky tekutín je aerodynamika. Lietadlá používajú Bernoulliho vetu na vytvorenie tlakového rozdielu medzi hornou a spodnou stranou krídel. To umožňuje lietanie. Hydrodynamika tiež hrá dôležitú úlohu v každodennom živote.
Aký je rozdiel medzi mechanikou tekutín a dynamikou tekutín?
• Mechanika tekutín študuje tekutiny v statickom alebo dynamickom stave.
• Dynamika tekutín je podsekcia mechaniky tekutín. Študuje iba účinky síl na pohybujúce sa tekutiny.
