Что такое механика жидкостей?

https://unsplash.com/photos/V37iTrYZz2E

Механика жидкостей занимается изучением всех жидкостей в статических и динамических условиях.

Механика жидкости - это ветвь непрерывной механики, которая занимается взаимосвязью между силами, движениями и статическими условиями в непрерывном материале.

Данная область исследований охватывает множество разнообразных проблем, таких как поверхностное натяжение, статика жидкости, расход в закрытых корпусах или круглых корпусах (твердых или других), стабильность потока и т.д.

Фактически, практически любое действие, которое совершает человек, связано с каким-либо видом проблемы механики жидкости. Кроме того, граница между механикой твердого тела и механикой жидкости - это своего рода серый сарай, а не резкое различие.

Например, стекло выглядит как твердый материал, но более пристальный взгляд показывает, что стекло представляет собой жидкость с большой вязкостью. Доказательством "ликвидности" стекла является изменение толщины стекла в высоких окнах европейских церквей через сто лет. Нижняя часть стекла толще верхней части.

https://unsplash.com/photos/COqQwsiMqMc

Такие материалы, как песок (некоторые называют его быстрым песком) и зерна следует рассматривать как жидкости. Известно, что эти материалы обладают способностью утопить людей.

Даже алюминий, находящийся чуть ниже зоны, ведет себя как жидкость, подобно сливочному маслу. Кроме того, частицы материала, которые "ведут себя" как твердые частицы, смешанные с жидкостью, образуют смесь, которая ведет себя как комплекс жидкости.

После того, как было установлено, что границы механики жидкости не являются острыми, большая часть дискуссии в данной статье ограничивается простыми и (в основном) ньютоновскими (иногда энергетическими) жидкостями, которые будут определены позже.

Исследования механики жидкостей охватывают множество областей, между которыми нет четких границ.

Исследователи различают упорядоченный и хаотичный потоки, как ламинарный поток, так и турбулентный поток. Механика жидкости также может различать однофазный поток и многофазный поток (поток, состоящий из нескольких фаз или одного различимого материала).

Последняя граница (как и все границы в механике жидкости) не является острой, поскольку жидкость может проходить через фазовые изменения (конденсацию или испарение) в середине или во время потока и переключаться с однофазного потока на многофазный поток.

Более того, поток с двумя фазами (или материалами) может рассматриваться как одна фаза (например, воздух с частицами пыли).

После того, как выяснилось, что границы механики жидкости не являются резкими, в исследовании должны быть установлены произвольные границы между полями.

Затем может быть использован размерный анализ, объясняющий, почему в некоторых случаях одна отдельная область/принцип является более релевантной, чем другая, и некоторые эффекты могут быть проигнорированы.

Или, когда необходима общая модель, потому что на ситуацию влияет большее количество параметров. Именно личный опыт показывает, что знание и умение знать, в какой области складывается ситуация, является одной из основных проблем.

Например, инженеры компании Software проанализировали поток полной жидкости, предполагая сложную модель турбулентного потока. Такой абсурдный анализ распространен среди инженеров, которые не знают, какую модель можно применить.

Таким образом, одной из основных целей данной статьи является объяснение того, какую модель следует применять. Прежде чем рассматривать границы, необходимо объяснить упрощенные частные случаи.

https://unsplash.com/photos/wbIMW_gM2mI