Virtausmekaniikka
Nesteiden mekaniikka tutkii nesteiden liikkumista ja niihin kohdistuvia voimia. (Nesteisiin kuuluvat nesteet ja kaasut.)
Nestemekaniikka voidaan jakaa nestestatiikkaan, joka tutkii levossa olevia nesteitä, ja nestedynamiikkaan, joka tutkii liikkeessä olevia nesteitä. Se on jatkumomekaniikan haara, joka mallintaa ainetta ilman, että se koostuu atomeista.
Nestemekaniikan tutkimus juontaa juurensa ainakin antiikin Kreikan ajoilta, jolloin Arkhimedes aloitti nestestatiikan. Nestemekaniikka, erityisesti nestedynamiikka, on kuitenkin aktiivinen tutkimusala, jolla on monia ratkaisemattomia tai osittain ratkaistuja ongelmia. Nestemekaniikka voi olla matemaattisesti monimutkaista. Joskus se voidaan parhaiten ratkaista numeerisella analyysillä, yleensä tietokoneiden avulla. Nykyaikainen tieteenala, jota kutsutaan laskennalliseksi virtausdynamiikaksi (Computational Fluid Dynamics, CFD), on omistettu tälle lähestymistavalle virtausmekaniikan ongelmien ratkaisemiseen.
Leonardo da Vincin kaksi tutkimusta nestemekaniikasta
Suhde jatkuvuusmekaniikkaan
Nestemekaniikka on jatkumomekaniikan osa-alue, kuten seuraavasta taulukosta käy ilmi.
| Jatkuvuusmekaniikka: jatkuvien materiaalien fysiikan tutkimus. | Kiinteän kappaleen mekaniikka: sellaisten jatkuvien materiaalien fysiikan tutkimus, joilla on määritelty lepomuoto. | Kimmoisuus: kuvaa materiaaleja, jotka palautuvat lepomuotoonsa jännityksen jälkeen. | |
| Plastisuus: kuvaa materiaaleja, jotka muuttuvat pysyvästi riittävän suuren jännityksen vaikutuksesta. | Reologia: sellaisten materiaalien tutkimus, joilla on sekä kiinteitä että nestemäisiä ominaisuuksia. | ||
| Virtausmekaniikka: sellaisten jatkuvien materiaalien fysiikan tutkimus, jotka ottavat säiliönsä muodon. | Ei-newtonilaiset nesteet | ||
| Newtonin nesteet | |||
Aiheeseen liittyvät sivut
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on nestemekaniikka?
V: Nestemekaniikka on nesteiden ja kaasujen liikkumisen ja niihin vaikuttavien voimien tutkimista.
K: Miten nestemekaniikka jaetaan?
A: Nestemekaniikka jakautuu kahteen osa-alueeseen: nestestatiikkaan, jossa tutkitaan levossa olevia nesteitä, ja nestedynamiikkaan, jossa tutkitaan liikkeessä olevia nesteitä.
K: Mitä on jatkumomekaniikka?
V: Jatkuvuusmekaniikka on oppiaine, joka mallintaa ainetta ottamatta huomioon, että se koostuu atomeista.
K: Milloin nestemekaniikan tutkimus voidaan jäljittää?
V: Nestemekaniikan tutkimus voidaan jäljittää ainakin antiikin Kreikkaan, jossa Arkhimedes teki nestestatiikan alun.
K: Onko nestemekaniikka aktiivisen tutkimuksen ala?
V: Kyllä, nestemekaniikka, erityisesti nestedynamiikka, on aktiivinen tutkimusala, jolla on monia ratkaisemattomia tai osittain ratkaistuja ongelmia.
K: Miksi nestemekaniikka voi olla matemaattisesti monimutkaista?
V: Nestemekaniikka voi olla matemaattisesti monimutkaista, koska siihen liittyy monimutkaisia yhtälöitä, matemaattisia malleja ja numeerista analyysia, joita käytetään nesteiden käyttäytymisen kuvaamiseen.
K: Mitä on laskennallinen nestedynamiikka (CFD)?
V: Laskennallinen virtausdynamiikka (Computational Fluid Dynamics, CFD) on nykyaikainen tieteenala, jonka tavoitteena on ratkaista nestemekaniikan ongelmia numeerisen analyysin avulla, tyypillisesti tietokoneiden avulla.
