Vedeliku dünaamika vs vedelike mehaanika
Vedeliku dünaamika ja vedeliku mehaanika on kaks väga olulist füüsika õppevaldkonda. Need valdkonnad on väga olulised selliste ainete puhul nagu lennutehnika, merendustehnika, tsiviil- ja sõjatehnika ning mitmed muud valdkonnad. Vedelikumehaanikat 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 energiasäästu, vektorväljade ja isegi statistilise termodünaamika alal. Selles artiklis arutleme, mis on vedeliku mehaanika ja dünaamika, nende aluspõhimõtted, sarnasused, rakendused ja lõpuks nende erinevused.
Vedelikumehaanika
Vedelikku määratletakse kas gaasi või vedelikuna. Vedelikumehaanika uurib vedelike ja gaaside käitumist. Õigemini määratletud vedeliku mehaanika on vedelike ja neile mõjuvate jõudude uurimine. Vedelikumehaanikas 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 püsiseisund. Gaaside ja vedelike termilise segamise tõttu toimub alati juhuslik liikumine. Gaaside termiline segamine on aga suurem kui vedelike oma. Üks vedelikumehaanika rajajaid oli Archimedes. Tema kuulus ujuvusprintsiip oli üks esimesi vedelikumehaanika põhimõtteid. Hiljem andsid vedelikumehaanika uurimisse olulise panuse tuntud teadlased nagu Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli ja silmapaistvad matemaatikud nagu Euler, d’Alembert, Lagrange, Poisson ja Laplace. Viskoossuse valdkonna arendasid hiljem välja Poiseuille, Hagen, Navier ja Stokes.
Fluid Dynamics
Vedeliku dünaamika on vedelike mehaanika alamvaldkond. Vedeliku dünaamika uurib jõudude mõju vedeliku liikumisele. Kõige tähelepanuväärsemad vedelikudünaamika võrrandid on Bernoulli võrrand, mille pakkus välja Daniel Bernoulli. See on määratletud kokkusurumatu, tõmbetu vedeliku jaoks ühtlasel ja mitteturbulentsel voolul. Sellise vedeliku puhul on hüdrostaatilise rõhu, kineetilise energia ruumalaühiku ja potentsiaalse energia summa ruumalaühiku kohta konstant. Seda saab rakendada mis tahes suvalise vedeliku voolujoone suhtes. Kuid tegelikkuses vedelikud sellele võrrandile ei allu, kuna need on kokkusurutavad ja viskoossed. Teised olulised vedelikudünaamika võrrandid on Navier-Stokesi võrrandid ja Reynoldsi transporditeoreem. Põhimõtteliselt on need massisääst, energiasääst ja impulsi säilitamine erinevates vormides. Vedeliku dünaamika oluline aspekt on aerodünaamika. Lennukid kasutavad Bernoulli teoreemi rõhuerinevuse loomiseks tiibade tagurpidi ja allapoole. See teeb lendamise võimalikuks. Hüdrodünaamikal on ka igapäevaelus oluline osa.
Mis vahe on vedeliku mehaanika ja vedeliku dünaamika vahel?
• Vedelikumehaanika uurib vedelikke kas staatilises või dünaamilises olekus.
• Vedeliku dünaamika on vedeliku mehaanika alajaotis. See uurib ainult jõudude mõju liikuvatele vedelikele.
