Nestedynamiikka vs. nestemekaniikka
Nestedynamiikka ja nestemekaniikka ovat kaksi erittäin tärkeää fysiikan tutkimuksen alaa. Nämä kentät ovat erittäin tärkeitä, kun on kyse esimerkiksi lentokonetekniikasta, merenkulkutekniikasta, siviili- ja sotatekniikasta ja monista muista aloista. Nestemekaniikka ja fluididynamiikka voidaan ottaa kokonaan uudeksi klassisen mekaniikan alaksi, jossa todennäköisyydellä ja termodynamiikalla on erittäin tärkeä rooli. Nestemekaniikan ja -dynamiikan näkökohtien ymmärtämiseksi on oltava hyvät tiedot energiansäästöstä, vektorikentistä ja jopa tilastollisesta termodynamiikasta. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä nestemekaniikka ja -dynamiikka ovat, niiden perusperiaatteet, yhtäläisyydet, sovellukset ja lopuksi niiden erot.
Nestemekaniikka
Neste määritellään joko kaasuksi tai nesteeksi. Nestemekaniikka on nesteiden ja kaasujen käyttäytymisen tutkimus. Tarkemmin määritelty nestemekaniikka on nesteiden ja niihin kohdistuvien voimien tutkimus. Nestemekaniikassa on kolme pääaluetta. Ne ovat nimittäin nestestatiikkaa, joka tutkii nesteitä levossa, nesteen kinematiikkaa, joka tutkii nesteiden liikkeitä, ja nestedynamiikkaa, joka tutkii voimien vaikutuksia nesteen liikkeeseen. Mutta kuten tiedämme, nesteillä ja kaasuilla ei ole vakaa tila. Kaasujen ja nesteiden termisestä sekoituksesta johtuu aina satunnainen liike. Kaasujen terminen sekoitus on kuitenkin korkeampi kuin nesteillä. Yksi nestemekaniikan perustajista oli Archimedes. Hänen kuuluisa kelluvuusperiaate oli yksi ensimmäisistä periaatteista nestemekaniikassa. Myöhemmin merkittävät tutkijat, kuten Leonardo da Vinci,Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli ja tunnetut matemaatikot, kuten Euler, d'Alembert, Lagrange, Poisson ja Laplace, vaikuttivat merkittävästi nestemekaniikan tutkimukseen. Viskositeettikentän kehittivät myöhemmin Poiseuille, Hagen, Navier ja Stokes.
Neste dynamiikkaa
Fluid dynamics is a sub field of fluid mechanics. Fluid dynamics studies the effect of forces on fluid motion. Most notable equations in fluid dynamics are Bernoulli’s equation, which was proposed by Daniel Bernoulli. It is defined for an incompressible, inviscid fluid on a steady and non-turbulent flow. For such a fluid, the summation of the hydrostatic pressure, the kinetic energy per unit volume and the potential energy per unit volume is a constant. This can be applied to any arbitrary line of flow in the fluid. However, fluids in real don’t obey this equation since they are compressible and viscous. Other important equations of fluid dynamics are Navier-Stokes equations and Reynolds transport theorem. These are basically mass conservation, energy conservation and momentum conservation in different forms. An important aspect of fluid dynamics is aerodynamics. Airplanes use the Bernoulli theorem to create a pressure difference between upside and downside of the wings. This makes the flying possible. Hydrodynamics also plays an important part in day to day life.
Mitä eroa on nestemekaniikassa ja nestedynamiikassa?
• Nestemekaniikka tutkii nesteitä joko staattisessa tai dynaamisessa tilassa.
• Nestedynamiikka on osa nestemekaniikkaa. Se tutkii vain voimien vaikutuksia liikkuviin nesteisiin.
