Fluid Dynamics vs Fluid Mechanics
Шингэний динамик ба шингэний механик нь физикийн судалгааны маш чухал хоёр салбар юм. Эдгээр талбарууд нь нисэхийн инженерчлэл, тэнгисийн инженерчлэл, иргэний болон цэргийн инженерчлэл болон бусад төрөл бүрийн салбаруудын хувьд маш чухал юм. Шингэний механик ба шингэний динамикийг магадлал ба термодинамик маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг сонгодог механикийн цоо шинэ салбар болгон авч үзэж болно. Шингэний механик ба шингэний динамикийн талыг бүрэн ойлгохын тулд эрчим хүчний хэмнэлт, векторын талбар, тэр ч байтугай статистик термодинамикийн талаар сайн мэдлэгтэй байх ёстой. Энэ нийтлэлд бид шингэний механик ба шингэний динамик гэж юу болох, тэдгээрийн үүсэх зарчим, ижил төстэй байдал, хэрэглээ, эцэст нь тэдгээрийн ялгааг авч үзэх болно.
Шингэний механик
Шингэнийг хий эсвэл шингэн гэж тодорхойлдог. Шингэний механик нь шингэн ба хийн төлөв байдлын судалгаа юм. Илүү зөв тодорхойлсон шингэний механик нь шингэн ба тэдгээрт үзүүлэх хүчийг судлах явдал юм. Шингэний механик нь гурван үндсэн чиглэлтэй. Эдгээр нь тайван байдалд байгаа шингэнийг судалдаг шингэний статик, шингэний хөдөлгөөнийг судалдаг шингэний кинематик, шингэний хөдөлгөөнд үзүүлэх хүчний нөлөөг судалдаг шингэний динамик юм. Гэхдээ бидний мэдэж байгаагаар шингэн болон хий нь тогтвортой төлөвтэй байдаггүй. Хий ба шингэний дулааны хөдөлгөөнөөс болж санамсаргүй хөдөлгөөн үргэлж байдаг. Гэсэн хэдий ч хийн дулааны хөдөлгөөн нь шингэнийхээс өндөр байдаг. Шингэний механикийг үндэслэгчдийн нэг бол Архимед юм. Түүний алдартай хөвөх зарчим нь шингэний механикийн анхны зарчмуудын нэг байв. Дараа нь Леонардо да Винчи, Эвангелиста Торричелли, Исаак Ньютон, Блез Паскаль, Даниел Бернулли зэрэг нэрт эрдэмтэд болон Эйлер, д’Аламберт, Лагранж, Пуассон, Лаплас зэрэг нэрт математикчид шингэний механикийн судалгаанд ихээхэн хувь нэмэр оруулсан. Наалдамхай байдлын талбарыг хожим Пуазейль, Хаген, Навье, Стокс нар боловсруулсан.
Fluid Dynamics
Шингэний динамик нь шингэний механикийн дэд салбар юм. Шингэний динамик нь шингэний хөдөлгөөнд үзүүлэх хүчний нөлөөг судалдаг. Шингэний динамик дахь хамгийн алдартай тэгшитгэл бол Даниел Бернуллигийн санал болгосон Бернуллигийн тэгшитгэл юм. Энэ нь тогтвор суурьшилтай, тогтворгүй урсгалтай шахагдахгүй, наалдамхай шингэнд зориулагдсан. Ийм шингэний хувьд гидростатик даралт, нэгж эзэлхүүн дэх кинетик энерги, нэгж эзэлхүүн дэх потенциал энергийн нийлбэр нь тогтмол байна. Үүнийг шингэний дурын дурын шугамд хэрэглэж болно. Гэсэн хэдий ч бодит шингэн нь шахагдаж, наалдамхай байдаг тул энэ тэгшитгэлийг дагаж мөрддөггүй. Шингэний динамикийн бусад чухал тэгшитгэлүүд нь Навье-Стоксын тэгшитгэл ба Рейнольдсын тээврийн теорем юм. Эдгээр нь үндсэндээ массын хадгалалт, эрчим хүчний хэмнэлт, янз бүрийн хэлбэрээр импульсийн хадгалалт юм. Шингэний динамикийн чухал тал бол аэродинамик юм. Онгоцнууд Бернулли теоремыг ашиглан далавчны дээд ба доод талын даралтын зөрүүг үүсгэдэг. Энэ нь нисэх боломжтой болгодог. Гидродинамик нь өдөр тутмын амьдралд бас чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Шингэний механик ба шингэний динамик хоёрын ялгаа юу вэ?
• Шингэний механик нь шингэнийг статик эсвэл динамик төлөвт судалдаг.
• Шингэний динамик нь шингэний механикийн дэд хэсэг юм. Энэ нь зөвхөн хөдөлж буй шингэнд үзүүлэх хүчний нөлөөг судалдаг.
