جريان الموائع

ميكانيكا الأوساط المتصلة

ميكانيكا المواد الصلبة صلب · إجهاد · تشوه نظرية الإجهاد المنتهي نظرية الإنفعالات المتناهية في الصغر مرونة ·  مرونة خطية · لدونة مرونة لزوجية · قانون هوك · ريولوجيا ميكانيكا الموائع مائع  ·  هيدروستاتيكا  ·  ديناميكا الموائع لزوجة  ·  مائع نيوتني مائع لا نيوتني  ·  توتر سطحي  ·  معادلات نافيير-ستوكس‏ علماء نيوتن · ستوكس · نافيير كوشي · هوك · برنولي

ديناميكا الموائع (بالإنجليزية: Fluid dynamics) هي فرع من فروع ميكانيكا الموائع، تتعامل مع سيلان وتدفق الموائع (السوائل والغازات)، وتضم بدورها تباعا: ديناميكا الغازات وديناميكا السوائل أو "الهيدروديناميكا".

يستفاد من هذه الدراسة في تحسين التصرف مع الطاقة. وأبرز من كتب عن هذا العلم هو العالم برنولي وقانونه الشهير الذي جمع به الطاقات في الكثير من التطبيقات العملية. والقانون هو:

الضغط + نصف مربع السرعة بالكثافة + الكثافة * التعجيل الأرضي * الارتفاع = ثابت.

وكذلك معادلة الاستمرارية المعروفة.

معادلات حركة السوائل

أساسيات حركة السوائل هي قوانين الانحفاظ ، وعلى وجه التحديد ، قانون بقاء المادة ، و انحفاظ الزخم الخطي (المعروف أيضا باسم قانون نيوتن الثاني للحركة)، و انحفاظ الطاقة (المعروفة أيضا باسم القانون الأول للديناميكا الحرارية). تستند حركة السوائل إلى الميكانيكا الكلاسيكية ولا تأخذ في حسباتنها تعديلات من ميكانيكا الكم التي تهتم بالحالة الصغرية للمادة في إطار الذرات والجسيمات الأولية ولا تأثيرا النظرية النسبية الخاصة التي تراعي السرعات الكبيرة جدا القريبة من سرعة الضوء. وتشكل نظرية رينولدز أيضا أحد أساسيات ديناميكا السوائل .

بالإضافة إلى ما سبق، ويفترض ميوعة السوائل وخواصها مثل اللزوجة. وتتألف السوائل من جزيئات في حركة حرارية دائمة وتتصادم مع بعضها البعض . وافتراض استمرارية السائل يعتبر ان السوائل مستمرة وليست منفصلة . وبالتالي ، نهتم بخصائص مثل الكثافة و الضغط و درجة الحرارة وهي خصائص تحدد حالة السائل ، وكذلك تحدد توزيع السرعات بين الجزيئات .في حالة السوائل الكثيفة بما فيه الكفاية لتكوين سلاسلا متصلة ، تكون سرعاتها أقل بكثير من سرعة الضوء لذلك فهي تعامل طبقا ل قوانين نيوتن، كما نهمل تأينها .

معادلات الزخم للسوائل هي معادلات مبينية على قوانين نيوتن من ضمنها قانون ستوكس ، التي هي مجموعة غير الخطية من المعادلات التفاضلية التي تصف تدفق السائل . وهي تعتبر الضغط خطيا على تدرجات السرعة والضغط . ويمكن تبسيط المعادلات بعدة طرق مما يجعلها أسهل للحل.

بالإضافة إلى اعتبار خواص مثل الكتلة،و زخم الحركة ، و تطبيق قوانين الانحفاظ ، تساعدنا على استنتاج معادلات الترموديناميكيه لنظام من السائل مع اعتبار الضغط بوصفه أحد المتغيرات إلى جانب درجة الحرارة وغيرها لتحديد صفات وسلوك السائل.

ومن الأمثلة على هذا تكون معادلة الغاز المثالي الدولة :

..

حيث p هي الضغط، ρ هي الكثافة، Ru هي ثابت الغاز، M هي الكتلة المولية وT هي درجة الحرارة

اقرأ أيضا

• عدد كنودسن
• رقم ماخ

هذه بذرة مقالة عن الفيزياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.