Co je to Fluid Dynamics?

Dynamika tekutin odkazuje na podkategorii vědy mechaniky tekutin, přičemž další podkategorií jsou statika tekutin. Zatímco statika tekutin se zabývá tekutinami, které jsou v klidu, dynamika tekutin se týká tekutin, které jsou v pohybu. Jakákoli látka v plynném nebo kapalném stavu může být považována za tekutinu. Dynamika tekutin je disciplína s mnoha relevantními aplikacemi v našem moderním světě, zejména proto, že obsahuje studium aerodynamiky a také proto, že zahrnuje část předpovědi počasí. Typický problém s dynamikou tekutin může zahrnovat takové proměnné, jako je rychlost, teplota a hustota.

Všechny fyzikální vědy, včetně dynamiky tekutin, se řídí především zákony zachování. Tyto stavy uvádějí, že celková množství energie, hmoty a lineární hybnosti v uzavřeném systému zůstávají konstantní a že energie a hmota nemohou být vytvořeny ani zničeny. Že mohou měnit formy, to je pravda, ale nemohou zmizet nebo přijít z ničeho. Tyto zákony představují některé z nejzákladnějších předpokladů vědy.

Dalším řídícím principem dynamiky tekutin je předpoklad kontinua, nazývaný také hypotéza kontinua. Zatímco o tekutinách je známo, že jsou složeny z mikroskopických, diskrétních částic, tato hypotéza uvádí, že jsou spojité a že jejich vlastnosti se během nich rovnoměrně mění. Toto často slouží jako užitečná matematická aproximace, i když to technicky ignoruje jednu ze základních charakteristik tekutin.

Před vynálezem poháněného letu a letadel ve 20. století byl termín hydrodynamika často používán zaměnitelně s dynamikou tekutin, protože většina mechaniky tekutin byla věnována studiu kapalin v pohybu, spíše než plynů v pohybu. Když se cestování letadlem stalo běžnějším, byla vyvinuta potřeba, aby tyto stroje byly efektivnější při vytváření a udržování výtahu, s minimálním odporem. Odvětví známé jako aerodynamika se díky nové technologii, která se do určité míry také začala uplatňovat na automobily, s cílem zvýšit spotřebu paliva snížilo.

Jednou z důležitějších osobností moderní aerodynamiky byl Octave Chanute. Kromě kompilace komplexního objemu studia aerodynamiky na konci 1800s, on osobně pomáhal bratrům Wrightů při stavbě jejich slavných letadel, která dokončila první let s posádkou, poháněný let v roce 1903. To bylo pravděpodobně díky této pomoci, že splnili jejich cíl těsně před dalším nejbližším uchazečem, Samuel Pierpont Langley.