Qu'est-ce que la mécanique des fluides?
La mécanique des fluides est une branche de la physique qui étudie les fluides et leurs interactions avec les forces. Les liquides et les gaz sont considérés comme des fluides aux fins de cette branche de la science. Souvent, le domaine de la mécanique des fluides est divisé en deux domaines d’études plus spécifiques. Ce sont la statique et la dynamique des fluides, qui concernent respectivement les fluides au repos et les fluides en mouvement. La mécanique des fluides peut impliquer des mathématiques extrêmement complexes, et l'aide des ordinateurs modernes a considérablement amélioré cette science.
Les racines chronologiques de la mécanique des fluides remontent au moins aux Grecs de l'Antiquité. Le physicien et inventeur grec Archimède est l'auteur de certaines des premières études dont nous ayons connaissance et qui concernent la statique des fluides, y compris la propriété de la flottabilité. Les philosophes persans de l'époque médiévale ont associé ces travaux anciens à leurs propres études sur la dynamique des fluides, qui ont été les précurseurs précoces de la dynamique des fluides moderne. Des personnalités historiques bien connues, telles que Léonard de Vinci et Sir Isaac Newton, ainsi que d’autres, ont grandement contribué à notre compréhension de la mécanique des fluides.
Chaque type de science part des hypothèses de base qui régissent le cours de son étude. La mécanique des fluides est généralement définie comme ayant trois bases ou hypothèses de base à la base. Le premier est la conservation de la masse, ce qui signifie que la masse ne peut être ni créée spontanément ni détruite, bien qu'elle puisse changer de forme. La deuxième hypothèse, la conservation de l’élan, est quelque peu similaire. Cette loi stipule que la quantité totale de mouvement dans un système fermé est constante et ne peut ni apparaître ni disparaître spontanément.
La troisième hypothèse de base régissant la mécanique des fluides est ce que l’on appelle l’hypothèse du continuum. C'est une façon de voir les fluides qui ne prend pas en compte la présence de molécules discrètes. Au lieu de cela, les propriétés d'un fluide sont supposées varier de manière continue d'un point à un autre.
Parce qu’elle ignore la nature réelle des petites particules de matière, l’hypothèse du continuum n’est qu’une approximation utilisée comme outil de calcul. Cela peut entraîner une solution légèrement imprécise, mais également des solutions très précises dans des circonstances idéales. Il existe d’autres méthodes plus exactes, mais cette hypothèse est souvent très utile comme hypothèse préliminaire. Plusieurs fois, on peut également supposer qu'un fluide donné est incompressible, ce qui signifie qu'il ne peut pas être comprimé. Ceci n'est vrai que pour les liquides, cependant, pas pour les gaz.