Wat is vloeistofdynamica?

Vloeistofdynamica verwijst naar een subcategorie van de wetenschap van de vloeistofmechanica, terwijl de andere subcategorie vloeistofstatica is. Terwijl vloeistofstatica handelt over vloeistoffen die in rust zijn, houdt vloeistofdynamica zich bezig met vloeistoffen die in beweging zijn. Elke kwestie in een gas- of vloeibare toestand kan als een vloeistof worden beschouwd. Vloeistofdynamica is een discipline met veel relevante toepassingen in onze moderne wereld, met name omdat het de studie van aerodynamica bevat, en ook omdat het een deel van weersvoorspelling omvat. Een typisch probleem van de vloeistofdynamica kan variabelen zijn zoals snelheid, temperatuur en dichtheid.

Alle fysische wetenschappen, inclusief vloeistofdynamica, worden allereerst beheerst door de wetten van behoud. Deze stellen dat de totale hoeveelheden energie, massa en lineair momentum in een gesloten systeem constant blijven en dat energie en massa niet kunnen worden gecreëerd of vernietigd. Dat ze van vorm kunnen veranderen, is waar, maar ze kunnen niet verdwijnen of uit niets komen. Deze wetten vormen enkele van de meest fundamentele veronderstellingen in de wetenschap.

Een ander leidend principe van vloeistofdynamica is de continuumaanname, ook wel de continuumhypothese genoemd. Hoewel bekend is dat vloeistoffen uit microscopische, discrete deeltjes bestaan, stelt deze hypothese dat ze continu zijn en dat hun eigenschappen overal gelijkmatig variëren. Dit dient vaak als een nuttige wiskundige benadering, hoewel het technisch een van de basiskenmerken van vloeistoffen negeert.

Vóór de uitvinding van aangedreven vliegtuigen en vliegtuigen in de 20e eeuw, werd de term hydrodynamica vaak uitwisselbaar gebruikt met vloeistofdynamica, omdat de meeste vloeistofmechanica was gewijd aan het bestuderen van vloeistoffen in beweging, in plaats van gassen in beweging. Toen reizen per vliegtuig meer gebruikelijk werd, ontstond de behoefte aan deze machines om efficiënter lift te creëren en te behouden, met een minimum aan weerstand. De studierichting bekend als aerodynamica maakte grote sprongen vanwege de nieuwe technologie, die tot op zekere hoogte ook op auto's is toegepast, met als doel een grotere brandstofefficiëntie.

Een van de belangrijkste figuren in de moderne aerodynamica was Octave Chanute. Naast het samenstellen van een uitgebreid deel van de studie van aerodynamica aan het einde van de 19e eeuw, hielp hij persoonlijk de gebroeders Wright bij het bouwen van hun beroemde vliegtuig, waarmee de eerste bemande, aangedreven vlucht in 1903 werd uitgevoerd. Het was waarschijnlijk dankzij deze hulp dat zij hun doel net voor de volgende dichtstbijzijnde mededinger, Samuel Pierpont Langley.