พลศาสตร์ของไหลกับกลศาสตร์ของไหล
พลศาสตร์ของไหลและกลศาสตร์ของไหลเป็นสาขาวิชาฟิสิกส์ที่สำคัญมากสองสาขา สาขาเหล่านี้มีความสำคัญมากในสาขาวิชาต่างๆ เช่น วิศวกรรมการบิน วิศวกรรมการเดินเรือ วิศวกรรมโยธาและทหาร และสาขาอื่นๆ กลศาสตร์ของไหลและพลศาสตร์ของไหลสามารถนำมาเป็นสาขาใหม่ของกลศาสตร์คลาสสิก โดยที่ความน่าจะเป็นและอุณหพลศาสตร์มีบทบาทสำคัญมาก เพื่อที่จะเข้าใจแง่มุมต่างๆ ของกลศาสตร์ของไหลและพลศาสตร์ของไหลอย่างถ่องแท้ เราต้องมีความรู้ที่ดีในด้านการอนุรักษ์พลังงาน สนามเวกเตอร์ และแม้แต่อุณหพลศาสตร์ทางสถิติในบทความนี้ เราจะพูดถึงกลศาสตร์ของไหลและพลศาสตร์ของไหล หลักการพื้นฐาน ความคล้ายคลึง การนำไปใช้ และความแตกต่างในที่สุด
กลศาสตร์ของไหล
ของเหลวถูกกำหนดให้เป็นก๊าซหรือของเหลว กลศาสตร์ของไหลคือการศึกษาพฤติกรรมของของเหลวและก๊าซ กลศาสตร์ของไหลที่กำหนดไว้อย่างถูกต้องมากขึ้นคือการศึกษาของไหลและแรงที่กระทำต่อพวกมัน กลศาสตร์ของไหลมีสามสาขาหลัก สิ่งเหล่านี้คือสถิตยศาสตร์ของไหลที่ศึกษาของไหลที่อยู่นิ่ง จลนศาสตร์ของของไหลที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของของไหล และพลศาสตร์ของของไหลที่ศึกษาผลกระทบของแรงต่อการเคลื่อนที่ของของไหล แต่อย่างที่เราทราบ ของเหลวและก๊าซไม่มีสถานะคงที่ มีการเคลื่อนไหวแบบสุ่มอยู่เสมอเนื่องจากการกวนด้วยความร้อนของก๊าซและของเหลว อย่างไรก็ตาม ความปั่นป่วนทางความร้อนของก๊าซนั้นสูงกว่าของของเหลว หนึ่งในผู้ก่อตั้งกลศาสตร์ของไหลคืออาร์คิมิดีส หลักการลอยตัวที่มีชื่อเสียงของเขาเป็นหนึ่งในหลักการแรกสุดในกลศาสตร์ของไหลต่อมา นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเช่น Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli และนักคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเช่น Euler, d'Alembert, Lagrange, Poisson และ Laplace มีส่วนสำคัญในการศึกษากลศาสตร์ของไหล ต่อมาด้านความหนืดได้รับการพัฒนาโดย Poiseuille, Hagen, Navier และ Stokes
พลศาสตร์ของไหล
พลวัตของไหลเป็นสาขาย่อยของกลศาสตร์ของไหล พลศาสตร์ของไหลศึกษาผลกระทบของแรงที่มีต่อการเคลื่อนที่ของของไหล สมการที่โดดเด่นที่สุดในพลศาสตร์ของไหลคือสมการของเบอร์นูลลี ซึ่งเสนอโดยแดเนียล เบอร์นูลลี มันถูกกำหนดไว้สำหรับของไหลที่ไม่สามารถบีบอัดได้และล่องหนในการไหลที่คงที่และไม่ปั่นป่วน สำหรับของไหลดังกล่าว ผลรวมของความดันอุทกสถิต พลังงานจลน์ต่อหน่วยปริมาตร และพลังงานศักย์ต่อหน่วยปริมาตรเป็นค่าคงที่ สามารถใช้กับเส้นการไหลใดๆ ในของเหลวได้ตามอำเภอใจ อย่างไรก็ตาม ของจริงไม่เป็นไปตามสมการนี้ เนื่องจากสามารถอัดได้และหนืดสมการที่สำคัญอื่นๆ ของพลศาสตร์ของไหล ได้แก่ สมการเนเวียร์-สโตกส์ และทฤษฎีบทการขนส่งของเรย์โนลด์ส สิ่งเหล่านี้โดยทั่วไปคือการอนุรักษ์มวล การอนุรักษ์พลังงาน และการอนุรักษ์โมเมนตัมในรูปแบบต่างๆ ลักษณะสำคัญของพลศาสตร์ของไหลคืออากาศพลศาสตร์ เครื่องบินใช้ทฤษฎีบทเบอร์นูลลีเพื่อสร้างความแตกต่างของแรงกดระหว่างปีกด้านบนและด้านล่าง สิ่งนี้ทำให้การบินเป็นไปได้ อุทกพลศาสตร์ยังมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวัน
กลศาสตร์ของไหลและพลศาสตร์ของไหลต่างกันอย่างไร
• กลศาสตร์ของไหลศึกษาของไหลในสถานะสถิตหรือไดนามิก
• พลวัตของไหลเป็นส่วนย่อยของกลศาสตร์ของไหล ศึกษาผลกระทบของแรงที่มีต่อของไหลเคลื่อนที่เท่านั้น