Сұйықтықтар динамикасы және сұйықтар механикасы
Сұйықтық динамикасы және сұйықтық механикасы - физикадағы екі өте маңызды зерттеу саласы. Бұл өрістер авиациялық инженерия, теңіз инженериясы, азаматтық және әскери инженерия және басқа да әртүрлі салалар сияқты пәндерге қатысты өте маңызды. Сұйықтық механикасы мен сұйықтық динамикасы ықтималдық пен термодинамика өте маңызды рөл атқаратын классикалық механиканың мүлдем жаңа саласы ретінде қабылдануы мүмкін. Сұйықтықтар механикасы мен динамикасының аспектілерін толық түсіну үшін энергияны үнемдеу, векторлық өрістер және тіпті статистикалық термодинамика бойынша жақсы білім болуы керек. Бұл мақалада біз сұйықтық механикасы мен сұйықтық динамикасы деген не екенін, олардың құрылу принциптерін, ұқсастықтарын, қолданылуын және соңында олардың айырмашылықтарын талқылаймыз.
Сұйықтық механикасы
Сұйықтық газ немесе сұйықтық ретінде анықталады. Сұйықтық механикасы - бұл сұйықтықтар мен газдардың әрекетін зерттейтін ғылым. Неғұрлым дұрыс анықталған сұйықтық механикасы сұйықтықтар мен оларға түсетін күштерді зерттеу болып табылады. Сұйықтық механикасында үш негізгі сала бар. Олар тыныштықтағы сұйықтықтарды зерттейтін сұйықтық статикасы, сұйықтықтардың қозғалысын зерттейтін сұйықтық кинематикасы және сұйықтық қозғалысына күштердің әсерін зерттейтін сұйықтық динамикасы. Бірақ біз білетіндей, сұйықтықтар мен газдардың тұрақты күйі болмайды. Газдар мен сұйықтықтардың термиялық қоздырылуына байланысты әрқашан кездейсоқ қозғалыс болады. Бірақ газдардың термиялық қозуы сұйықтықтарға қарағанда жоғары. Сұйықтықтар механикасының негізін қалаушылардың бірі Архимед болды. Оның әйгілі қалтқылық принципі сұйықтықтар механикасындағы ең алғашқы принциптердің бірі болды. Кейінірек Леонардо да Винчи, Эвангелиста Торричелли, Исаак Ньютон, Блез Паскаль, Даниэль Бернулли сияқты көрнекті ғалымдар және Эйлер, д’Аламбер, Лагранж, Пуассон және Лаплас сияқты көрнекті математиктер сұйықтықтар механикасын зерттеуге елеулі үлес қосты. Тұтқырлық өрісін кейінірек Пуазейль, Хаген, Навье және Стокс әзірледі.
Сұйықтық динамикасы
Сұйықтық динамикасы - сұйықтықтар механикасының қосалқы саласы. Сұйықтық динамикасы сұйықтық қозғалысына күштердің әсерін зерттейді. Сұйықтық динамикасындағы ең көрнекті теңдеулер Даниэль Бернулли ұсынған Бернулли теңдеуі болып табылады. Ол тұрақты және турбулентті емес ағындағы сығылмайтын, өтімсіз сұйықтық үшін анықталады. Мұндай сұйықтық үшін гидростатикалық қысымның, көлем бірлігіне келетін кинетикалық энергияның және көлем бірлігіне потенциалдық энергияның қосындысы тұрақты болады. Бұл сұйықтықтағы ағынның кез келген еркін сызығына қолданылуы мүмкін. Дегенмен, нақты сұйықтықтар бұл теңдеуге бағынбайды, өйткені олар қысылатын және тұтқыр. Сұйықтық динамикасының басқа маңызды теңдеулері Навье-Стокс теңдеулері және Рейнольдс тасымалдау теоремасы болып табылады. Бұл негізінен массаның сақталуы, энергияның сақталуы және әртүрлі формадағы импульстің сақталуы. Сұйықтық динамикасының маңызды аспектісі аэродинамика болып табылады. Ұшақтар Бернулли теоремасын қанаттардың жоғарғы және төменгі жағында қысым айырмашылығын жасау үшін пайдаланады. Бұл ұшуға мүмкіндік береді. Гидродинамика күнделікті өмірде де маңызды рөл атқарады.
Сұйықтық механикасы мен сұйықтық динамикасы арасындағы айырмашылық неде?
• Сұйықтық механикасы сұйықтықтарды статикалық немесе динамикалық күйде зерттейді.
• Сұйықтық динамикасы – сұйықтықтар механикасының қосалқы бөлімі. Ол тек қозғалыстағы сұйықтықтарға күштердің әсерін зерттейді.
