دینامیک سیالات در مقابل مکانیک سیالات
دینامیک سیالات و مکانیک سیالات دو رشته بسیار مهم مطالعاتی در فیزیک هستند. این رشته ها در مورد موضوعاتی مانند مهندسی هوانوردی، مهندسی دریایی، مهندسی عمران و نظامی و رشته های مختلف دیگر بسیار مهم هستند. مکانیک سیالات و دینامیک سیالات را می توان به عنوان یک رشته کاملاً جدید از مکانیک کلاسیک در نظر گرفت که در آن احتمال و ترمودینامیک نقش بسیار مهمی دارند. برای درک کامل جنبه های مکانیک سیالات و دینامیک سیالات، باید دانش خوبی در بقای انرژی، میدان های برداری و حتی ترمودینامیک آماری داشت.در این مقاله قصد داریم در مورد چیستی مکانیک سیالات و دینامیک سیالات، اصول پایه گذاری، شباهت ها، کاربردها و در نهایت تفاوت های آنها بحث کنیم.
مکانیک سیالات
سیال به صورت گاز یا مایع تعریف می شود. مکانیک سیالات مطالعه رفتار مایعات و گازها است. تعریف دقیق‌تر مکانیک سیالات، مطالعه سیالات و نیروهای وارد بر آنها است. مکانیک سیالات دارای سه زمینه اصلی است. آنها عبارتند از استاتیک سیال که سیالات در حالت سکون را مطالعه می کند، سینماتیک سیالات که حرکات سیالات را مطالعه می کند، و دینامیک سیالات که اثرات نیروها بر حرکت سیال را مطالعه می کند. اما همانطور که می دانیم مایعات و گازها حالت ثابتی ندارند. همیشه یک حرکت تصادفی به دلیل هم زدن حرارتی گازها و مایعات وجود دارد. با این حال، هم زدن حرارتی گازها بیشتر از مایعات است. یکی از بنیانگذاران مکانیک سیالات ارشمیدس بود. اصل شناوری معروف او یکی از اولین اصول در مکانیک سیالات بود.بعدها، دانشمندان برجسته ای مانند لئوناردو داوینچی، اوانجلیستا توریچلی، آیزاک نیوتن، بلز پاسکال، دانیل برنولی و ریاضیدانان برجسته ای مانند اویلر، دالامبر، لاگرانژ، پواسون و لاپلاس سهم قابل توجهی در مطالعه مکانیک سیالات داشتند. زمینه ویسکوزیته بعدها توسط پوازوی، هاگن، ناویر و استوکس توسعه یافت.
Fluid Dynamics
دینامیک سیالات زیر شاخه ای از مکانیک سیالات است. دینامیک سیالات تأثیر نیروها بر حرکت سیال را مطالعه می کند. قابل توجه ترین معادلات در دینامیک سیالات معادله برنولی است که توسط دانیل برنولی پیشنهاد شده است. برای یک سیال تراکم ناپذیر و غیر لزج در یک جریان ثابت و غیر متلاطم تعریف شده است. برای چنین سیالی، مجموع فشار هیدرواستاتیک، انرژی جنبشی در واحد حجم و انرژی پتانسیل در واحد حجم ثابت است. این را می توان برای هر خط جریان دلخواه در سیال اعمال کرد. با این حال، سیالات در واقع از این معادله تبعیت نمی کنند زیرا تراکم پذیر و چسبناک هستند.دیگر معادلات مهم دینامیک سیالات معادلات ناویر-استوکس و قضیه انتقال رینولدز هستند. اینها اساساً بقای جرم، بقای انرژی و حفظ تکانه به اشکال مختلف هستند. یکی از جنبه های مهم دینامیک سیالات آیرودینامیک است. هواپیماها از قضیه برنولی برای ایجاد اختلاف فشار بین سمت بالا و پایین بال ها استفاده می کنند. این امکان پرواز را فراهم می کند. هیدرودینامیک همچنین نقش مهمی در زندگی روزمره دارد.
تفاوت بین مکانیک سیالات و دینامیک سیالات چیست؟
• مکانیک سیالات سیالات را در حالت استاتیک یا دینامیکی مطالعه می کند.
• دینامیک سیالات یک بخش فرعی از مکانیک سیالات است. این فقط تأثیر نیروها بر سیالات متحرک را مطالعه می کند.
