Fluidodinamiko
Fluidodinamiko estas aparta branĉo de meĥaniko de fluidoj en kontinuaj medioj pri movo de likvoj kaj gasoj. Same kiel en aliaj branĉoj de fiziko pri medioj, kiuj konsistas el granda nombro da partikloj, fluidodinamiko rigardas la medion kiel abstraktan kontinuan medion, kaj kreas mov-ekvaciojn por ĝi, sed ne por ĉiu aparta partiklo.
Subbranĉoj de fluidodinamiko
redaktiIdeala medio
redaktiTiu ĉi branĉo studas idealan likvon - abstraktan medion sen viskozeco, froto kaj varmkondukeco. Oni povas imagi ĝin kiel sistemo de malfinie malgrandaj pilkoj kun malfinia elasteco, kiuj tute ne adheras unu al alia. Ili ofte kolizias kaj per ĉiu kolizio transdonas impulson, impuls-momanton kaj energion sen iuj perdoj.
Fluidodinamiko de fluliniaj movoj
redaktiFluidodinamiko de fluliniaj movoj studas konduton de likvoj en fluoj sen iuj turbuloj. En kelkaj okazoj tiuj problemoj povas esti solvitaj precize, sen iuj ekartoj. La plej gravaj problemoj por tiu ĉi branĉo de fluidodinamiko estas:
- neŝanĝema fluo de ideala nerikoltebla likvo en malsamaj limaj kondiĉoj,
- neŝanĝema fluo de viskoza likvo, ekvacioj de Navier-Stokes,
- ondoj en surfaco de ideala nerikoltebla likvo,
- laminara ĉirkaŭfluo de korpoj kun finia grando,
- fluoj en sistemo de malsamaj nemiksantaj medioj,
- ŝprucoj, gutoj kaj aliaj fluoj de finia grando.
Turbuloj
redaktiTurbulo estas tia stato de kontinuaj medioj (likvoj, gasoj aŭ iliaj miksaĵoj), kiam en ili ekzistas kaosaj ŝanĝoj de momentaj valoroj de premo, rapideco, temperaturo kaj denseco kontraŭ iuj mezaj valoroj (vidu kirlo). Tio okazas pro vorticoj de diferaj skaloj pro nelineara movo de likvo aŭ multfaza subita mikso de diferaj substancoj.
Verŝajne turbulaj fluoj povas esti sufiĉe ekzakte priskribitaj per sistemo de nelinearaj diferencialaj ekvacioj. Tamen ekzakta modelo de turbulo estas unu el plej malfacilaj problemoj de moderna teoria fiziko. Estas sciata, ke turbuloj ĉiam aperas pro rompoj de iuj kritikaj limoj - tro granda rapideco aŭ grando de ĉirkaŭfluigita korpo kaj tro malgranda viskozeco. Nombro de Reynolds estas uzata por trovi limon inter laminara kaj turbula fluo, sed nuntempe ne eblas antaŭdiri, kiam vere komencos turbula fluo kaj kio okazos en ĝi sen eksperimento.
Super-sonrapideca fluidodinamiko
redaktiTiu branĉo studas fluojn kun rapidecoj proksimaj al rapido de sono aŭ eĉ pli grandaj. Diferenca eco de tiaj situacioj estas tio, ke en ili aperas ŝokondoj. Ŝokondoj povas esti sufiĉe simplaj, sed en pli komplikaj okazoj (ekz. post detonacio) ilia strukturo ŝanĝiĝas kaj aperas aldonaj komplikaĵoj.
Ankaŭ interesa varianto estas, kiam fluoj havas rapidecon proksiman al Lumrapideco. Tiaj fluoj estas antaŭnelonge trovitaj en kelkaj objektoj de astrofiziko. En tiom grandaj rapidoj aperas signifaj relativismaj efektoj, kiuj influas la fluon. Studo de tiaj fenomenoj donas bazon por nova fako, la relativisma fluidodinamiko.
Interŝanĝoj de temperaturo
redaktiEn kelkaj okazoj la distribuo de temperaturo en fluido estas neregula (ekzemple, kiam en la likvon estas metita korpo kun difera temperaturo, aŭ dum fluo en diferspecaj tuboj). Ĉar multaj ecoj de fluidoj (denseco, viskozeco, varmokondukteco ktp.) dependas de temperaturo, movo de maso de fluido kaj distribuo de temperaturo estas konektitaj. Ofte oni bezonas ege komplikajn ekvaciojn por kalkuli la regulojn. Krome, la trovitaj solvoj en tiuj situacioj ofte estas nestabilaj.
