Dinàmica de fluids versus mecànica de fluids
La dinàmica de fluids i la mecànica de fluids són dos camps d'estudis molt importants en física. Aquests camps són molt importants quan es tracta de matèries com l'enginyeria aeronàutica, l'enginyeria nàutica, l'enginyeria civil i militar, entre d' altres. La mecànica de fluids i la dinàmica de fluids es poden prendre com un camp completament nou de la mecànica clàssica on la probabilitat i la termodinàmica tenen un paper molt important. Per entendre completament els aspectes de la mecànica de fluids i la dinàmica de fluids, cal tenir un bon coneixement en conservació d'energia, camps vectorials i fins i tot termodinàmica estadística. En aquest article, parlarem de què són la mecànica de fluids i la dinàmica de fluids, els seus principis fundacionals, semblances, aplicacions i, finalment, les seves diferències.
Mecànica de fluids
Un fluid es defineix com un gas o un líquid. La mecànica de fluids és l'estudi del comportament de líquids i gasos. La mecànica de fluids més definida és l'estudi dels fluids i les forces sobre ells. La mecànica de fluids té tres camps principals. Són, concretament, l'estàtica de fluids que estudia els fluids en repòs, la cinemàtica de fluids que estudia els moviments dels fluids i la dinàmica de fluids que estudia els efectes de les forces sobre el moviment dels fluids. Però com sabem, els líquids i els gasos no tenen un estat estacionari. Sempre hi ha un moviment aleatori a causa de l'agitació tèrmica de gasos i líquids. Tanmateix, l'agitació tèrmica dels gasos és superior a la dels líquids. Un dels pares fundadors de la mecànica de fluids va ser Arquímedes. El seu famós principi de flotabilitat va ser un dels primers principis de la mecànica de fluids. Més tard, destacats científics com Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli i matemàtics destacats com Euler, d'Alembert, Lagrange, Poisson i Laplace van fer una contribució significativa a l'estudi de la mecànica de fluids. El camp de la viscositat va ser desenvolupat més tard per Poiseuille, Hagen, Navier i Stokes.
Dinàmica de fluids
La dinàmica de fluids és un subcamp de la mecànica de fluids. La dinàmica de fluids estudia l'efecte de les forces sobre el moviment dels fluids. Les equacions més notables en dinàmica de fluids són l'equació de Bernoulli, que va ser proposada per Daniel Bernoulli. Es defineix per a un fluid incompressible i inviscís en un flux constant i no turbulent. Per a aquest fluid, la suma de la pressió hidrostàtica, l'energia cinètica per unitat de volum i l'energia potencial per unitat de volum és una constant. Això es pot aplicar a qualsevol línia de flux arbitrària del fluid. Tanmateix, els fluids en realitat no obeeixen aquesta equació ja que són compressibles i viscosos. Altres equacions importants de la dinàmica de fluids són les equacions de Navier-Stokes i el teorema de transport de Reynolds. Aquests són bàsicament la conservació de la massa, la conservació de l'energia i la conservació del moment en diferents formes. Un aspecte important de la dinàmica de fluids és l'aerodinàmica. Els avions utilitzen el teorema de Bernoulli per crear una diferència de pressió entre la part superior i baixa de les ales. Això fa possible el vol. La hidrodinàmica també té un paper important en la vida diària.
Quina diferència hi ha entre la mecànica de fluids i la dinàmica de fluids?
• La mecànica de fluids estudia fluids en estat estàtic o dinàmic.
• La dinàmica de fluids és una subsecció de la mecànica de fluids. Només estudia els efectes de les forces sobre els fluids en moviment.
