Różnica między dynamiką płynów a mechaniką płynów

Fluid Dynamics vs. Fluid Mechanics

Dynamika płynów i mechanika płynów to dwa bardzo ważne kierunki badań w fizyce. Dziedziny te są bardzo ważne, jeśli chodzi o takie przedmioty, jak inżynieria lotnicza, inżynieria morska, inżynieria lądowa i wojskowa oraz różne inne dziedziny. Mechanika płynów i dynamika płynów mogą być traktowane jako zupełnie nowa dziedzina mechaniki klasycznej, w której prawdopodobieństwo i termodynamika odgrywają bardzo ważną rolę. Aby w pełni zrozumieć aspekty mechaniki płynów i dynamiki płynów, trzeba mieć dobrą wiedzę na temat oszczędzania energii, pól wektorowych, a nawet termodynamiki statystycznej. W tym artykule omówimy mechanikę płynów i dynamikę płynów, ich podstawowe zasady, podobieństwa, zastosowania i wreszcie ich różnice.

Mechanika płynów

Płyn definiuje się jako gaz lub ciecz. Mechanika płynów to badanie zachowania się cieczy i gazów. Bardziej poprawnie zdefiniowaną mechaniką płynów jest badanie płynów i sił na nie działających. Mechanika płynów ma trzy główne dziedziny. Są to mianowicie statyka płynów, która bada płyny w spoczynku, kinematyka płynów, która bada ruchy płynów, i dynamika płynów, która bada wpływ sił na ruch płynu. Ale jak wiemy, ciecze i gazy nie mają ustalonego stanu. Zawsze występuje ruch przypadkowy ze względu na mieszanie termiczne gazów i cieczy. Mieszanie termiczne gazów jest jednak wyższe niż w przypadku cieczy. Jednym z ojców-założycieli mechaniki płynów był Archimedes. Jego słynna zasada wyporności była jedną z pierwszych zasad mechaniki płynów. Później wybitni naukowcy, tacy jak Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli i wybitni matematycy, tacy jak Euler, d'Alembert, Lagrange, Poisson i Laplace, wnieśli znaczący wkład w badania nad mechaniką płynów. Dziedzinę lepkości opracowali później Poiseuille, Hagen, Navier i Stokes.

Dynamika płynów

Dynamika płynów jest podobną dziedziną mechaniki płynów. Dynamika płynów bada wpływ sił na ruch płynu. Najbardziej godne uwagi równania w dynamice płynów to równanie Bernoulliego, które zaproponował Daniel Bernoulli. Jest zdefiniowany dla nieściśliwego, niewidocznego płynu o stałym i nie turbulentnym przepływie. W przypadku takiego płynu sumowanie ciśnienia hydrostatycznego, energii kinetycznej na jednostkę objętości i energii potencjalnej na jednostkę objętości jest stała. Można to zastosować do dowolnej dowolnej linii przepływu w płynie. Jednak płyny w rzeczywistości nie są zgodne z tym równaniem, ponieważ są ściśliwe i lepkie. Inne ważne równania dynamiki płynów to równania Naviera-Stokesa i twierdzenie o transporcie Reynoldsa. Są to w zasadzie zachowanie masy, zachowanie energii i zachowanie pędu w różnych formach. Ważnym aspektem dynamiki płynów jest aerodynamika. Samoloty wykorzystują twierdzenie Bernoulliego, aby stworzyć różnicę ciśnień między górą i dołem skrzydeł. Umożliwia to latanie. Hydrodynamika odgrywa również ważną rolę w codziennym życiu.