دینامیک سیالات

دینامیک شاره‌ها یا دینامیک سیالات، (به انگلیسی: Fluid dynamics) نام یکی از شاخه‌های بسیار پرکاربرد و وسیع مکانیک سیّالات است که حرکت شاره‌ها را مورد مطالعه قرار می‌دهد. دینامیک شاره‌ها خود دو شاخهٔ هیدرودینامیک (بررسی حرکت مایعات) و آیرودینامیک (بررسی حرکت هوا و گازهای دیگر) را شامل می‌شود. لئونارد اویلر و دانیل برنولی از پیشگامان این دانش بودند.

مکانیک محیط‌های پیوسته
قوانین پایستگی‌ها پایستگی جرم پایستگی تکانه پایستگی انرژی نابرابری‌ها Clausius–Duhem (entropy)
مکانیک جامدات تغییرشکل (مکانیک) کشسانی کشسانی خطی موم‌سانی قانون هوک تنش (مکانیک) کرنش محدود Infinitesimal strain Compatibility خمش Contact mechanics frictional Material failure theory مکانیک شکست
مکانیک سیالات سیال‌ها استاتیک شاره‌ها · دینامیک شاره‌ها اصل ارشمیدس · معادله برنولی معادلات ناویه-استوکس Poiseuille equation · قانون پاسکال گران‌روی (سیال نیوتنی · سیال غیرنیوتنی) شناوری · Mixing · فشار مایع کشش سطحی مویینگی گاز اتمسفر قانون بویل قانون شارل قانون گیلوساک قانون گاز آرمانی پلاسما
رئولوژی ویسکوالاستیسیته رئومتری رئومتر Smart fluid سیال الکترورئولوژیک سیال رئومغناطیسی فروسیال
دانشمندان دانیل برنولی رابرت بویل آگوستین لویی کوشی ژاک شارل لئونارد اویلر ژوزف لویی گیلوساک رابرت هوک بلز پاسکال آیزاک نیوتن کلود-لویی ناویه سر جرج گابریل استوکس، بارونت اول

مهم‌ترین کاربردهای دینامیک سیّالات در مهندسی شیمی، هواشناسی، مهندسی عمران، مهندسی پزشکی، مهندسی هوافضا، نجوم و ستاره‌شناسی، علوم دریایی، صنایع خودرو سازی، کشتی سازی، و موارد متعدد علمی و کاربردی دیگر است.

اهمیت و غنای علمی

از آنجا که دینامیک سیّالات پدیده‌های پیچیده‌ای همچون جریانهای آشفته، امواج شوک در سرعت‌های مافوق صوت، و سامانه‌های بی نظم را شامل می‌شود، بخش عمده‌ای از پیشرفتهای علمی در ریاضیّات کاربردی، و در فیزیک به خاطر تلاش در حل اینگونه مسایل حاصل شده‌است.

معادلات دینامیک سیالات

به حالت کلی می‌توان معادلات دینامیک را که تابعی از قوانین حرکتی است به صورت زیر تعریف کرد:

Pr:1/4kl

رده بندی

جریان پایا

جریان پایا (Steady Flow) جریانی است که سرعت ذرات یک نقطه از فضا در سیال وابستگی به زمان نداشته باشد [1] یا بنا به تعریفی دیگر اگر یک سرعت سنج را در نقطه‌ای از سیال بگذاریم سرعت تمام ذراتی که از آن رد می‌شود یکسان باشد جریان پایا و در غیر این‌صورت ناپایا است[2] و برای جریان سیال در سه بعد معادلات زیر تعریف می‌شود:[1]

${\displaystyle V_{x}=f(x,y,z)\!}$

${\displaystyle V_{y}=g(x,y,z)\!}$

${\displaystyle V_{z}=h(x,y,z)\!}$

و اگر جریان چرخشی نباشد معادلات به شکل ساده‌تر زیر تقلیل می‌یابند:

${\displaystyle V_{x}=f(x)\!}$

${\displaystyle V_{y}=g(y)\!}$

${\displaystyle V_{z}=h(z)\!}$

جستارهای وابسته

• مهندسی مکانیک
• مهندسی هوافضا
• جریان‌های آشفته
• دینامیک سیالات محاسباتی
• جریان سیال
• جایزه دینامیک سیالات

1. مکانیک سیالات نوشته اروینگ شیمز ترجمه علیرضا انتظاری انتشارات نورپردازان صفحه۱۱۲
2. فیزیک هالیدی جلد دوم صفحه ۲۴