Динамика на флуидите срещу механика на флуидите
Динамиката на флуидите и механиката на флуидите са две много важни области на изследване във физиката. Тези области са много важни, когато става дума за предмети като аеронавигационно инженерство, морско инженерство, гражданско и военно инженерство и различни други области. Механиката на флуидите и динамиката на флуидите могат да се приемат като изцяло нова област на класическата механика, където вероятността и термодинамиката играят много важни роли. За да разбере напълно аспектите на механиката на флуидите и динамиката на флуидите, човек трябва да има добри познания в енергоспестяването, векторните полета и дори статистическата термодинамика. В тази статия ще обсъдим какво представляват механиката на флуидите и динамиката на флуидите, техните основополагащи принципи, прилики, приложения и накрая техните разлики.
Механика на флуидите
Течността се определя или като газ, или като течност. Механиката на флуидите е изследване на поведението на течности и газове. По-правилно дефинираната механика на флуидите е изучаването на флуидите и силите върху тях. Механиката на флуидите има три основни области. Те са именно статика на течности, която изучава течностите в покой, кинематика на течности, която изучава движенията на течности, и динамика на течности, която изучава ефектите на силите върху движението на течности. Но както знаем, течностите и газовете нямат стабилно състояние. Винаги има произволно движение поради термичното разбъркване на газове и течности. Въпреки това термичното възбуждане на газовете е по-високо от това на течностите. Един от бащите-основатели на механиката на течностите е Архимед. Неговият прочут принцип на плаваемостта е един от първите принципи в механиката на течностите. По-късно видни учени като Леонардо да Винчи, Еванджелиста Торичели, Исак Нютон, Блез Паскал, Даниел Бернули и видни математици като Ойлер, Д’Аламбер, Лагранж, Поасон и Лаплас имат значителен принос в изучаването на механиката на флуидите. Полето на вискозитета по-късно е разработено от Poiseuille, Hagen, Navier и Stokes.
Динамика на флуидите
Динамиката на флуидите е подобласт на механиката на флуидите. Динамиката на флуидите изучава ефекта на силите върху движението на флуидите. Най-забележителните уравнения в динамиката на флуидите са уравнението на Бернули, предложено от Даниел Бернули. Дефинира се за несвиваема, невисцидна течност в постоянен и нетурбулентен поток. За такава течност сумата от хидростатичното налягане, кинетичната енергия на единица обем и потенциалната енергия на единица обем е константа. Това може да се приложи към всяка произволна линия на потока във флуида. Течностите обаче в действителност не се подчиняват на това уравнение, тъй като те са свиваеми и вискозни. Други важни уравнения на динамиката на флуидите са уравненията на Навие-Стокс и транспортната теорема на Рейнолдс. Това са основно запазване на масата, запазване на енергията и запазване на импулса под различни форми. Важен аспект на динамиката на течностите е аеродинамиката. Самолетите използват теоремата на Бернули, за да създадат разлика в налягането между горната и долната страна на крилата. Това прави летенето възможно. Хидродинамиката също играе важна роля в ежедневния живот.
Каква е разликата между механиката на флуидите и динамиката на флуидите?
• Механиката на флуидите изучава течности в статично или динамично състояние.
• Динамиката на флуидите е подраздел на механиката на флуидите. Той изучава само ефектите на силите върху движещи се течности.
