Akışkanlar Dinamiği ve Akışkanlar Mekaniği
Akışkanlar dinamiği ve akışkanlar mekaniği, fizikte çok önemli iki çalışma alanıdır. Bu alanlar, havacılık mühendisliği, deniz mühendisliği, inşaat ve askeri mühendislik ve diğer çeşitli alanlar gibi konularda oldukça önemlidir. Akışkanlar mekaniği ve akışkanlar dinamiği, olasılık ve termodinamiğin çok önemli roller oynadığı klasik mekaniğin yepyeni bir alanı olarak alınabilir. Akışkanlar mekaniği ve akışkanlar dinamiğinin özelliklerini tam olarak anlamak için, enerji korunumu, vektör alanları ve hatta istatistiksel termodinamik konusunda iyi bir bilgiye sahip olmak gerekir. Bu yazıda akışkanlar mekaniğinin ve akışkanlar dinamiğinin ne olduğunu, kuruluş ilkelerini, benzerliklerini, uygulamalarını ve son olarak farklılıklarını tartışacağız.
Akışkanlar Mekaniği
Akışkan, gaz veya sıvı olarak tanımlanır. Akışkanlar mekaniği, sıvıların ve gazların davranışlarının incelenmesidir. Daha doğru tanımlanmış akışkanlar mekaniği, akışkanların ve üzerlerindeki kuvvetlerin incelenmesidir. Akışkanlar mekaniğinin üç ana alanı vardır. Bunlar, durağan akışkanları inceleyen akışkan statiği, akışkanların hareketlerini inceleyen akışkan kinematiği ve kuvvetlerin akışkan hareketi üzerindeki etkilerini inceleyen akışkanlar dinamiğidir. Ancak bildiğimiz gibi, sıvılar ve gazlar sabit bir duruma sahip değildir. Gazların ve sıvıların termal ajitasyonundan dolayı her zaman rastgele bir hareket vardır. Bununla birlikte, gazların termal çalkalanması sıvılarınkinden daha yüksektir. Akışkanlar mekaniğinin kurucu babalarından biri Arşimet'tir. Ünlü kaldırma kuvveti ilkesi, akışkanlar mekaniğindeki ilk ilkelerden biriydi. Daha sonra, Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli gibi önde gelen bilim adamları ve Euler, d'Alembert, Lagrange, Poisson ve Laplace gibi önde gelen matematikçiler akışkanlar mekaniği çalışmalarına önemli katkılarda bulundular. Viskozite alanı daha sonra Poiseuille, Hagen, Navier ve Stokes tarafından geliştirildi.
Akışkanlar Dinamiği
Akışkanlar dinamiği, akışkanlar mekaniğinin bir alt alanıdır. Akışkanlar dinamiği, kuvvetlerin akışkan hareketi üzerindeki etkisini inceler. Akışkanlar dinamiğindeki en dikkate değer denklemler, Daniel Bernoulli tarafından önerilen Bernoulli denklemidir. Sabit ve türbülanssız bir akışta sıkıştırılamaz, viskoz olmayan bir akışkan için tanımlanmıştır. Böyle bir akışkan için hidrostatik basınç, birim hacimdeki kinetik enerji ve birim hacimdeki potansiyel enerjinin toplamı sabittir. Bu, sıvıdaki herhangi bir keyfi akış hattına uygulanabilir. Ancak gerçekte akışkanlar sıkıştırılabilir ve viskoz oldukları için bu denkleme uymazlar. Akışkanlar dinamiğinin diğer önemli denklemleri Navier-Stokes denklemleri ve Reynolds transport teoremidir. Bunlar temel olarak kütle korunumu, enerji korunumu ve farklı şekillerde momentum korunumudur. Akışkanlar dinamiğinin önemli bir yönü aerodinamiktir. Uçaklar, kanatların üst ve alt kısımları arasında bir basınç farkı yaratmak için Bernoulli teoremini kullanır. Bu uçmayı mümkün kılar. Hidrodinamik de günlük yaşamda önemli bir rol oynar.
Akışkanlar Mekaniği ve Akışkanlar Dinamiği arasındaki fark nedir?
• Akışkanlar mekaniği, akışkanları statik veya dinamik durumda inceler.
• Akışkanlar dinamiği, akışkanlar mekaniğinin bir alt bölümüdür. Yalnızca kuvvetlerin hareketli sıvılar üzerindeki etkilerini inceler.
