Erinevus vedeliku dünaamika ja vedeliku mehaanika vahel

Vedeliku dünaamika vs vedeliku mehaanika

Vedeliku dünaamika ja vedeliku mehaanika on kaks väga olulist füüsika õppesuunda. Need väljad on väga olulised selliste lennunduse, lennunduse, laevaehituse, tsiviil- ja sõjaväeehituse ning mitmesuguste muude valdkondade puhul. Vedelikku mehaanikat ja vedeliku dünaamikat võib võtta kui täiesti uut klassikalise mehaanika valdkonda, kus tõenäosusel ja termodünaamikal on väga oluline roll. Vedeliku mehaanika ja vedeliku dünaamika aspektide täielikuks mõistmiseks peavad olema head teadmised energia säästmise, vektorväljade ja isegi statistilise termodünaamika kohta. Selles artiklis käsitleme vedeliku mehaanikat ja dünaamikat, nende aluspõhimõtteid, sarnasusi, rakendusi ja lõpuks nende erinevusi.

Vedeliku mehaanika

Vedelik on määratletud kas gaas või vedelik. Vedeliku mehaanika on vedelike ja gaaside käitumise uurimine. Õigemini määratletud vedeliku mehaanika on vedelike ja neile mõjuvate jõudude uurimine. Vedelikmehaanikal on kolm peamist valdkonda. Need on nimelt vedeliku staatika, mis uurib vedelikke puhkeolekus, vedeliku kinemaatika, mis uurib vedelike liikumist, ja vedeliku dünaamika, mis uurib jõudude mõju vedeliku liikumisele. Kuid nagu me teame, ei ole vedelikel ja gaasidel ühtlast olekut. Gaaside ja vedelike termilise segamise tõttu toimub alati juhuslik liikumine. Gaaside termiline segamine on aga suurem kui vedelike puhul. Vedeliku mehaanika üks asutajatest oli Archimedes. Tema kuulus ujuvusprintsiip oli üks esimesi vedeliku mehaanika põhimõtteid. Hiljem andsid vedelike mehaanika uurimisele olulise panuse sellised prominentsed teadlased nagu Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli ja sellised silmapaistvad matemaatikud nagu Euler, d'Alembert, Lagrange, Poisson ja Laplace. Viskoossuse välja arendasid hiljem Poiseuille, Hagen, Navier ja Stokes.

Vedeliku dünaamika

Vedeliku dünaamika on vedeliku mehaanika ala. Vedeliku dünaamika uurib jõudude mõju vedeliku liikumisele. Vedeliku dünaamika kõige tähelepanuväärsemad võrrandid on Bernoulli võrrand, mille pakkus välja Daniel Bernoulli. See on määratletud püsimatu ja mitteturbulentse voolu korral kokkusurumatu, nähtamatu vedeliku jaoks. Sellise vedeliku korral on hüdrostaatilise rõhu, kineetilise energia mahuühiku ja potentsiaalse energia mahuühiku summa liitmine konstantne. Seda saab rakendada vedeliku suvalise vooluringi korral. Päris vedelikud ei järgi seda võrrandit, kuna need on kokkusurutavad ja viskoossed. Muud olulised vedeliku dünaamika võrrandid on Navier-Stokesi võrrandid ja Reynoldsi transporditeoreem. Need on põhimõtteliselt massisäästmine, energiasääst ja erineval kujul impulsside säilitamine. Vedeliku dünaamika oluline aspekt on aerodünaamika. Lennukid kasutavad Bernoulli teoreemi, et luua rõhkude erinevus tiibade tagumiste ja tagurpidi vahel. See teeb lendamise võimalikuks. Hüdrodünaamika mängib olulist rolli ka igapäevases elus.