Fluidna dinamika proti fluidni mehaniki
Dinamika tekočin in mehanika tekočin sta dve zelo pomembni področji študija v fiziki. Ta področja so zelo pomembna, ko gre za predmete, kot so letalski inženiring, navtični inženiring, civilno in vojaško inženirstvo ter različna druga področja. Mehaniko tekočin in dinamiko tekočin lahko razumemo kot povsem novo področje klasične mehanike, kjer igrata verjetnost in termodinamika zelo pomembni vlogi. Da bi v celoti razumeli vidike mehanike tekočin in dinamike tekočin, morate imeti dobro znanje o ohranjanju energije, vektorskih poljih in celo statistični termodinamiki. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta mehanika tekočin in dinamika tekočin, njuna temeljna načela, podobnosti, uporabe in končno njune razlike.
Mehanika tekočin
Tekočina je definirana kot plin ali tekočina. Mehanika tekočin preučuje obnašanje tekočin in plinov. Bolj pravilno definirana mehanika tekočin je preučevanje tekočin in sil nanje. Mehanika tekočin ima tri glavna področja. To so statika tekočin, ki preučuje tekočine v mirovanju, kinematika tekočin, ki preučuje gibanje tekočin, in dinamika tekočin, ki preučuje učinke sil na gibanje tekočin. Toda kot vemo, tekočine in plini nimajo stabilnega stanja. Vedno obstaja naključno gibanje zaradi toplotnega vznemirjenja plinov in tekočin. Vendar pa je toplotno vznemirjenje plinov večje kot pri tekočinah. Eden od ustanoviteljev mehanike tekočin je bil Arhimed. Njegov slavni princip plovnosti je bil eden prvih principov v mehaniki tekočin. Kasneje so vidni znanstveniki, kot so Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli in vidni matematiki, kot so Euler, d’Alembert, Lagrange, Poisson in Laplace, pomembno prispevali k preučevanju mehanike tekočin. Področje viskoznosti so kasneje razvili Poiseuille, Hagen, Navier in Stokes.
Fluid Dynamics
Dinamika tekočin je podpodročje mehanike tekočin. Dinamika tekočin preučuje vpliv sil na gibanje tekočin. Najbolj opazne enačbe v dinamiki tekočin so Bernoullijeva enačba, ki jo je predlagal Daniel Bernoulli. Definiran je za nestisljivo, neviskodno tekočino v enakomernem in neturbulentnem toku. Za takšno tekočino je vsota hidrostatičnega tlaka, kinetične energije na enoto prostornine in potencialne energije na enoto prostornine konstantna. To lahko uporabimo za katero koli poljubno linijo toka v tekočini. Vendar pa tekočine v resnici ne upoštevajo te enačbe, ker so stisljive in viskozne. Druge pomembne enačbe dinamike tekočin so Navier-Stokesove enačbe in Reynoldsov transportni izrek. To so v bistvu ohranjanje mase, ohranjanje energije in ohranjanje gibalne količine v različnih oblikah. Pomemben vidik dinamike tekočin je aerodinamika. Letala uporabljajo Bernoullijev izrek za ustvarjanje razlike v tlaku med zgornjim in spodnjim delom kril. To omogoča letenje. Hidrodinamika ima tudi pomembno vlogo v vsakdanjem življenju.
Kakšna je razlika med mehaniko tekočin in dinamiko tekočin?
• Mehanika tekočin preučuje tekočine v statičnem ali dinamičnem stanju.
• Dinamika tekočin je podrazdelek mehanike tekočin. Preučuje le učinke sil na premikajoče se tekočine.
