Virtausmekaniikka
Wikipedia
Virtausmekaniikka on jatkuvan aineen mekaniikan osa-alue, joka tutkii fluideja eli nesteitä ja kaasuja. Se voidaan jakaa edelleen muun muassa hydrostatiikkaan ja virtausdynamiikkaan.
Virtausmekaniikka tutkii kaasujen virtausta esimerkiksi aerodynamiikan sovellutuksissa, joita ovat lentokoneiden siipien ja potkurien reaktiovoiman ja vastuksen määrittäminen. Nesteiden virtauksessa keskeisiä tutkimuskohteita ovat laivatekniset ja hydrauliikan sovellukset, geofysiikassa taas esimerkiksi valtamerien virtaukset. Kokeelliseen virtausmekaniikkaan kuuluu muun muassa tuulitunneleiden ja pienoismallien käyttö. Laskennallinen eli numeerinen virtausmekaniikka (CFD, Computational Fluid Dynamics) on tuonut lisää mahdollisuuksia analysoida virtausongelmia.
Virtausmekaniikka pidetään usein jatkuvan aineen mekaniikan haarana:
| Jatkuvan aineen mekaniikka |
Lujuusoppi eli kiinteiden aineiden mekaniikka: tutkii jatkuvasti jakautuneita kiinteitä aineita | Elastisuus: aineet, jotka palaavat alkuperäiseen muotoonsa | |
| Plastisuus: aineet, jotka muuttavat muotoaan pysyvästi | Reologia: niiden aineiden tutkimus, joilla on sekä kiinteiden aineiden että fluidien ominaisuuksia | ||
| Virtausmekaniikka | Ei-newtonilaiset fluidit | ||
| Newtonilaiset fluidit | |||
[muokkaa] Kontinuumioletus
Kaasut ja nesteet koostuvat molekyyleistä, jotka törmäilevät toisiinsa. Kontinuumihypoteesissa fluideja pidetään kuitenkin jatkuvina: tiheyden, paineen ja lämpötilan kaltaisten ominaisuuksien katsotaan olevan määriteltyjä mielivaltaisen pienissä pisteissä. Kaasun todellinen molekyyliluonne jätetään huomiotta. Kontinuumioletus antaa kuitenkin erittäin tarkkoja arvioita fluidien todellisesta käyttäytymisestä, kunhan tarkastelu pidetään selvästi molekyylin kokoa (noin 10 -6 metriä) suuremmissa mitoissa.
