Dynamika tekutin vs mechanika tekutin
Dynamika tekutin a mechanika tekutin jsou dva velmi důležité obory fyziky. Tyto obory jsou velmi důležité, pokud jde o předměty, jako je letecké inženýrství, námořní inženýrství, civilní a vojenské inženýrství a různé další obory. Mechaniku tekutin a dynamiku tekutin lze brát jako zcela nový obor klasické mechaniky, kde pravděpodobnost a termodynamika hrají velmi důležitou roli. Aby bylo možné plně porozumět aspektům mechaniky tekutin a dynamiky tekutin, musíme mít dobré znalosti v oblasti zachování energie, vektorových polí a dokonce i statistické termodynamiky. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co je mechanika tekutin a dynamika tekutin, jejich základní principy, podobnosti, aplikace a nakonec jejich rozdíly.
Mechanika tekutin
Tekutina je definována jako plyn nebo kapalina. Mechanika tekutin je studium chování kapalin a plynů. Správněji definovaná mechanika tekutin je studium tekutin a sil na ně. Mechanika tekutin má tři hlavní obory. Jsou to jmenovitě statika tekutin, která studuje tekutiny v klidu, kinematika tekutin, která studuje pohyby tekutin, a dynamika tekutin, která studuje účinky sil na pohyb tekutin. Ale jak víme, kapaliny a plyny nemají ustálený stav. Vždy dochází k náhodnému pohybu v důsledku tepelného míchání plynů a kapalin. Tepelné míchání plynů je však vyšší než u kapalin. Jedním ze zakladatelů mechaniky tekutin byl Archimedes. Jeho slavný princip vztlaku byl jedním z úplně prvních principů v mechanice tekutin. Později významní vědci jako Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli a prominentní matematici jako Euler, d’Alembert, Lagrange, Poisson a Laplace významně přispěli ke studiu mechaniky tekutin. Oblast viskozity později vyvinuli Poiseuille, Hagen, Navier a Stokes.
Dynamika tekutin
Dynamika tekutin je dílčí pole mechaniky tekutin. Dynamika tekutin studuje vliv sil na pohyb tekutin. Nejpozoruhodnější rovnice v dynamice tekutin jsou Bernoulliho rovnice, kterou navrhl Daniel Bernoulli. Je definována pro nestlačitelnou, nevazkou tekutinu se stálým a neturbulentním prouděním. Pro takovou tekutinu je součet hydrostatického tlaku, kinetické energie na jednotku objemu a potenciální energie na jednotku objemu konstantní. To lze aplikovat na libovolnou linii proudění v tekutině. Tekutiny však ve skutečnosti tuto rovnici nedodržují, protože jsou stlačitelné a viskózní. Dalšími důležitými rovnicemi dynamiky tekutin jsou Navier-Stokesovy rovnice a Reynoldsův transportní teorém. Jedná se v podstatě o zachování hmoty, zachování energie a zachování hybnosti v různých formách. Důležitým aspektem dynamiky tekutin je aerodynamika. Letadla používají Bernoulliho teorém k vytvoření tlakového rozdílu mezi horní a spodní stranou křídel. To umožňuje létání. Hydrodynamika také hraje důležitou roli v každodenním životě.
Jaký je rozdíl mezi mechanikou tekutin a dynamikou tekutin?
• Mechanika tekutin studuje tekutiny ve statickém nebo dynamickém stavu.
• Dynamika tekutin je podsekcí mechaniky tekutin. Studuje pouze účinky sil na pohybující se tekutiny.
