Động lực học chất lưu (Fluid dynamics)

Chia sẻ: Họ Và Tên đệm Tên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

586
lượt xem 57
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các chất rắn Ứng suất (Nd: Stress) · Sự biến dạng (Nd: Deformation) Tính tương thích (Nd: Compatibility) Sức căng hữu hạn (Nd: Finite strain) · Sức căng vi phân (Nd: Infinitesimal strain) Tính đàn hồi (Nd: Elasticity) (tuyến tính (Nd: linear)) · Tính dẻo (Nd: Plasticity) Sự uốn (Nd: Bending) · Định luật Hooke Học thuyết hư hỏng (Nd: Failure theory) Cơ học đứt gãy (Nd: Fracture mechanics)

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Động lực học chất lưu (Fluid dynamics)

Bắt đầu dịch: 14:40, 07-10-2010 Động lực học chất lưu (Nd: Fluid dynamics) Từ Wikipedia, bách khoa toàn thư tự do (Được tái định hướng từ Hydrodynamics (Nd: Thủy động lực học)) Jump to: navigation, search Cơ học về thể liên tục (Nd: Continuum mechanics) Các định luật (Nd: Laws) Sự bảo toàn khối lượng (Nd: Conservation of mass) Sự bảo toàn động lượng (Nd: Conservation of momentum) Sự bảo toàn năng lượng (Nd: Conservation of energy) Tính bất định entropy (Nd: Entropy inequality; ?) Cơ học chất rắn (Nd: Solid mechanics) Các chất rắn Ứng suất (Nd: Stress) · Sự biến dạng (Nd: Deformation) Tính tương thích (Nd: Compatibility) Sức căng hữu hạn (Nd: Finite strain) · Sức căng vi phân (Nd: Infinitesimal strain) Tính đàn hồi (Nd: Elasticity) (tuyến tính (Nd: linear)) · Tính dẻo (Nd: Plasticity) Sự uốn (Nd: Bending) · Định luật Hooke Học thuyết hư hỏng (Nd: Failure theory) Cơ học đứt gãy (Nd: Fracture mechanics) Cơ học chất lưu (Nd: Fluid mechanics) Các chất lưu (Nd: Fluids) Tĩnh học chất lưu (Nd: Fluid statics) · Động lực học chất lưu Sức căng bề mặt (Nd: Surface tension) Các phương trình Navier–Stokes Độ nhớt (Nd: Viscosity): theo Newton (Nd: Newtonian), không theo Newton (Nd: Non-Newtonian) Lưu biến học (Nd: Rheology; ?) Tính đàn hồi nhớt (Nd: Viscoelasticity; ?) Các chất lưu thông minh (Nd: Smart fluids):
Từ lưu biến (Nd: Magnetorheological; ?) Điện lưu biến (Nd: Electrorheological; ?) Các chất lưu có sắt (Nd: Ferrofluids; ?) Sự đo lưu biến (Nd: Rheometry; ?) · Lưu biến kế (Nd: Rheometer; ?) Các nhà khoa học Bernoulli · Cauchy (Nd: Hình như đọc là “Cô-si”, không phải “Cầu chỳ”) · Hooke Navier · Newton · Stokes v•d•e Hình dạng giọt nước rơi (Nd: teardrop) khí động lực tiêu biểu, cho thấy sự phân bố áp suất như độ dày của nét màu đen và cho thấy vận tốc trong lớp ranh giới/ lớp biên (Nd: boundary layer) như các tam giác màu tím. Các bộ tạo xoáy (Nd: vortex generators) màu lục/ xanh lá cây (Nd: green) thúc đẩy (Nd: prompt) sự chuyển tiếp (Nd: transition) thành dòng xoáy nhiễu (Nd: turbulent flow) và ngăn trở (Nd: prevent) dòng ngược (Nd: back-flow) mà cũng được gọi là sự phân ly dòng (Nd: flow separation) từ vùng áp suất cao ở phía sau (Nd: from the high pressure region in the back). Bề mặt ở phía trước thì trơn nhẵn hết mức có thể (Nd: as smooth as possible) hay thậm chí dùng da giống cá mập (Nd: shark like skin), do bất kì xoáy nhiễu (Nd: turbulence) nào ở đây đều sẽ làm giảm năng lượng của dòng không khí (Nd: airflow). Kammback (Nd: ?) cũng ngăn trở dòng ngược từ vùng áp suất cao ở phía sau băng qua các spoiler (Nd: across the spoilers) đến phần hội tụ (Nd: to the convergent part). Lộn ngược các thứ bên trong ra (Nd: Putting stuff inside out) tạo ra (Nd: results in) các ống; chúng cũng đối mặt (Nd: face) vấn đề phân ly dòng trong các phần phân kỳ (Nd: divergent parts) của chúng, vì vậy được gọi là (Nd: so called) các bộ khuếch tán (Nd: diffusers). Cắt cái hình ra làm hai nửa (Nd: Cutting the shape into halves) tạo ra một cánh không khí/ cánh máy bay (Nd: aerofoil) với vùng áp suất thấp ở trên mà dẫn đến (lực) nâng (Nd: lift (force)). (Nd: Câu hỏi: Tạo sao những người chơi diều bay tam giác có động cơ lại bay được, cho dù diều chỉ được làm bằng một tấm mỏng có độ dày đều???) Trong vật lý học, động lực học chất lưu là một môn học con (Nd: sub-discipline) của cơ học chất lưu mà giải quyết dòng chất lưu (Nd: fluid flow)–môn khoa học tự nhiên (Nd: natural science) về các chất lưu (các chất lỏng (Nd: liquids) và các chất khí) đang chuyển động (Nd: in motion). Bản thân nó cũng có vài môn học con, gồm khí động lực học (sự nghiên cứu về không khí và các khí khác đang chuyển động) và thủy động lực học (Nd: hydrodynamics) (sự nghiên cứu về các chất lỏng đang chuyển động). Cơ học chất lưu có một phạm vi ứng dụng rộng, gồm việc tính toán các lực và các mô-men (Nd: moments; từ này dễ lầm với “momentum” (số ít) hay “momenta” (số nhiều), có nghĩa là “động lượng”) trên các máy bay (Nd: aircraft; từ này số ít số nhiều như nhau), xác định tốc độ dòng khối (Nd: mass flow rate; ?) của dầu mỏ (Nd: petroleum; nếu dịch là “dầu lửa” thì gây nhầm lẫn với “kerosene”) qua các đường ống, tiên đoán các mô hình (Nd: patterns) thời tiết, hiểu biết (Nd: understanding) các tinh vân (Nd: nebulae) trong không gian giữa các sao (Nd: interstellar) và tạo hình (Nd: modeling) theo kiểu đưa tin (Nd: reportedly) sự kích nổ vũ khí phân hạch (Nd: fission weapon detonation; Bởi vậy mới nói những nhà khoa học (không nói chung nhé, đừng ném đá em!!!) là những kẻ dã man nhất (và có học nhất) của nhân loại). Vài trong số các nguyên lý của nó thậm chí được dùng trong ngành kỹ sư giao thông (Nd: traffic engineering; giao thông công chánh?), ở đó, sự giao thông được xử lý như một chất lưu liên tục (Nd: continuous fluid). Động lực học chất lưu đưa ra một cấu trúc có hệ thống mà làm nền tảng cho các môn học thực tiễn này, mà bao gồm các định luật theo kinh nghiệm và nửa kinh nghiệm (Nd: empirical and semi-empirical laws) mà bắt nguồn từ sự đo đạc dòng chảy (Nd: flow measurement) và được dùng để giải các bài toán thực
tiễn. Giải pháp cho một bài toán động lực học chất lưu tiêu biểu gồm việc tính toán nhiều thuộc tính khác nhau của chất lưu, như là vận tốc, áp suất, tỉ trọng (Nd: density) và nhiệt độ, như các hàm (Nd: functions) không gian và thời gian. Về lịch sử, thủy động lực học (Nd: hydrodynamics) có nghĩa là cái gì đó mà khác với nó ngày nay. Trước thế kỷ thứ hai mươi, thủy động lực học là đồng nghĩa với động lực học chất lưu. Điều này vẫn được phản ánh trong các tên của vài đề tài/ chủ đề (Nd: topics) động lực học chất lưu, như là từ thủy động lực học (Nd: magnetohydrodynamics) và tính ổn định thủy động lực (Nd: hydrodynamic stability)—mà cả hai đều có khả năng ứng dụng, cũng như đang được ứng dụng vào (Nd: both also applicable in, as well as being applied to), các chất khí.[1] Contents 1 Equations of fluid dynamics • • 1.1 Compressible vs incompressible flow • 1.2 Viscous vs inviscid flow • 1.3 Steady vs unsteady flow • 1.4 Laminar vs turbulent flow • 1.5 Newtonian vs non-Newtonian fluids • 1.6 Subsonic vs transonic, supersonic and hypersonic flows • 1.7 Magnetohydrodynamics • 1.8 Other approximations 2 Terminology in fluid dynamics • • 2.1 Terminology in incompressible fluid dynamics • 2.2 Terminology in compressible fluid dynamics 3 See also • • 3.1 Fields of study • 3.2 Mathematical equations and concepts • 3.3 Types of fluid flow • 3.4 Fluid properties • 3.5 Fluid phenomena • 3.6 Applications • 3.7 Miscellaneous 4 References • 5 Notes • 6 External links • [edit] Các phương trình của động lực học chất lưu Các tiên đề nền tảng (Nd: foundational axioms) của động lực học chất lưu là các định luật bảo toàn, một cách chuyên biệt là, sự bảo toàn khối lượng, sự bảo toàn động lượng tuyến tính (Nd: linear momentum) (mà cũng được biết như định luật thứ nhì của Newton về chuyển động (Nd: Newton's Second Law of Motion)) và sự bảo toàn năng lượng (mà cũng được biết như Định luật thứ nhất về nhiệt động lực học (Nd: Thermodynamics)). Những cái này được dựa trên cơ học cổ điển (Nd: classical mechanics) và được biến cải trong cơ học lượng tử (Nd: quantum mechanics) và tính tương đối chung (Nd: general relativity). Chúng được biểu diễn (Nd: expressed) bằng cách dùng Định lý vận chuyển Reynolds (Nd: Reynolds Transport Theorem). Ngoài những điều ở trên, các chất lưu được giả định là tuân theo giả thuyết về thể liên tục (Nd: continuum assumption). Các chất lưu gồm các phân tử mà va chạm với nhau và với các vật thể rắn. Tuy nhiên, giả thuyết về thể liên tục xem như các chất lưu là liên tục hơn là rời rạc. Do đó, các thuộc tính như là tỉ trọng, áp suất, nhiệt độ và vận tốc được xem như là (Nd: are taken to) được xác định/ định nghĩa tốt (Nd: be well-defined) ở các điểm nhỏ li ti và được giả định là thay đổi liên tục từ điểm này đến điểm khác. Sự thật rằng chất lưu được làm bằng các phân tử rời rạc thì bị lờ đi/ bỏ qua (Nd: ignored). Cho các chất lưu mà đủ đậm đặc để là một thể liên tục, không chứa các hình thái bị ion hóa (Nd: ionized species) và có các vận tốc mà nhỏ so với vận tốc ánh sáng (Nd: velocities small in relation to the speed of light), các phương trình động lượng cho các chất lưu Newton là các phương trình Navier-Stokes, mà là một tập hợp phi tuyến tính (Nd: non-linear) của các phương trình vi phân (Nd: differential equations) mà
mô tả dòng chảy của một chất lưu mà ứng suất/ ứng lực (Nd: stress) của nó phụ thuộc một cách tuyến tính vào các khuynh độ (Nd: gradients) vận tốc và áp suất. Các phương trình không được đơn giản hóa (Nd: unsimplified) này không có một phép giải dạng đóng (Nd: closed-form solution) chung, vậy chủ yếu chúng thuộc về sự sử dụng trong Động lực học Chất lưu Điện toán (Nd: Computational Fluid Dynamics). Các phương trình có thể được đơn giản hóa theo một số cách, mà tất cả chúng đều làm chúng dễ giải hơn. Vài trong số chúng cho phép các bài toán động lực học chất lưu thích hợp được giải ở dạng đóng (Nd: in closed form). Ngoài các phương trình bảo toàn khối lượng, động lượng và năng lượng ra, một phương trình nhiệt động lực học về trạng thái mà cho áp suất như một hàm của các biến số động lực học khác cho chất lưu thì được đòi hỏi để định rõ bài toán một cách hoàn toàn (Nd: to completely specify the problem; mình bôi xanh một đoạn để giúp dễ đọc hơn vì câu này dài quá. Mình đọc cũng chả hiểu). Một ví dụ về điều này sẽ là phương trình trạng thái khí lý tưởng (Nd: perfect gas equation of state): trong đó, p là áp suất, ρ (Nd: hình như cái này đọc là “rô”) là tỉ trọng (Nd: density), Ru là hằng số khí (Nd: gas constant), M là khối lượng mole (Nd: molar mass) và T là nhiệt độ. [edit] Dòng chảy nén được đối với dòng chảy không nén được (Nd: Compressible vs incompressible flow) Tất cả các chất lưu đều có thể nén được đến chừng mực nào đó, đó là rằng các thay đổi về áp suất hay nhiệt độ sẽ gây ra các thay đổi về tỉ trọng. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp (Nd: situations), các thay đổi về áp suất và nhiệt độ là đủ nhỏ đến nỗi mà các thay đổi về tỉ trọng là không đáng kể (Nd: the changes in pressure and temperature are sufficiently small that the changes in density are negligible; Hình như đúng ra câu này phải dùng cấu trúc “so...that”). Trong trường hợp này, dòng chảy có thể được dựng mô hình (Nd: modeled) như một dòng chảy không nén được. Mặt khác/ Nếu không (Nd: Otherwise), các phương trình dòng chảy có thể nén tổng quát hơn (Nd: more general) phải được dùng. Về mặt toán học, tính không thể nén được được biểu diễn bằng cách nói rằng tỉ trọng (Nd: density; mình cứ băn khoăn về từ này. Có ba cụm từ Việt mà rất gần với từ này, đó là “mật độ”, “tỉ trọng” và “khối lượng riêng”, trong đó “tỉ trọng” khác với “khối lượng riêng”, còn “mật độ” thì mình không rõ. Chắc lại phải tra từ điển tiếng Việt rồi. Cứ xem như là “tỉ trọng” đi. Mình đang làm biếng quá. Có gì sửa hộ mình cái!) ρ của một mảnh chất lưu không thay đổi khi nó di chuyển trong trường chảy (Nd: flow field), tức là (Nd: i.e.; id est), trong đó, D / Dt là đạo hàm thực (Nd: substantial derivative), mà là tổng các đạo hàm riêng và đối lưu (Nd: which is the sum of local and convective derivatives). Sự ràng buộc/ Sự cưỡng ép (Nd: constraint) bổ sung này đơn giản hóa các phương trình điều chỉnh (Nd: governing equations), đặc biệt trong trường hợp chất lưu có một tỉ trọng đồng nhất (Nd: uniform density). Cho dòng chảy (Nd: flow) của các khí, để xác định là nên dùng động lực học chất lưu nén được hay không nén được, số Mach (Nd: Mach number) của dòng chảy phải được định giá/ lượng giá (Nd: is to be evaluated). Như một hướng dẫn thô/ phỏng chừng (Nd: As a rough guide), các hiệu ứng có thể nén được (Nd: compressible effects) có thể được bỏ qua (Nd: ignored) ở các số Mach mà dưới khoảng 0,3. Cho các chất lỏng, việc giả định về tính không nén được có hiệu lực hay không thì tùy thuộc vào các thuộc tính của chất lưu (Nd: whether the incompressible assumption is valid depends on the fluid properties) (một cách chuyên biệt là áp suất và nhiệt độ tới hạn của chất lưu (Nd: specifically the critical pressure and temperature of the fluid)) và các điều kiện của dòng chảy (áp suất dòng chảy thực trở nên gần với áp suất tới hạn đến mức nào (Nd: how close to the critical pressure the actual flow pressure becomes)). Các bài toán về âm thanh (Nd: Acoustic problems) luôn đòi hỏi sự cho phép (Nd: allowing) tính có thể nén được, do các sóng âm là các sóng nén (Nd: compression waves) mà gồm các thay đổi về áp suất và tỉ trọng của môi trường (Nd: medium) mà qua đó chúng lan truyền. [edit] Dòng chảy nhớt đối với dòng chảy không nhớt (Nd: Viscous vs inviscid flow) Các bài toán nhớt (Nd: viscous) là những bài toán mà trong đó ma sát của chất lưu có các hiệu ứng đáng
kể lên sự chuyển động của chất lưu. Số Reynolds, mà là một tỉ lệ/ tỉ số (Nd: ratio) giữa các lực quán tính và nhớt (Nd: between inertial and viscous forces), có thể được dùng để lượng giá xem các phương trình nhớt hay không nhớt (Nd: inviscid) là thích hợp với bài toán. (Nd: Từ “nhớt” hay “độ nhớt” mà lâu nay vật lý tiếng Việt dùng có vẻ như làm liên tưởng đến độ bôi trơn chứ không phải độ cản trở hay độ ma sát. Có lẽ đúng hơn là “sệt”, “sánh” hay “độ sệt”, “độ sánh”. Trong từ điển, “viscous” cũng có nghĩa là “sệt”. Tuy nhiên, vì đã là truyền thống nên đành chấp nhận vậy) Dòng chảy Stokes là dòng chảy ở các số Reynolds rất thấp, Re
là ổn định trong khung tham chiếu mà cố định đối với khối cầu. Trong một khung tham chiếu mà cố định đối với một dòng chảy nền/ phía sau (Nd: a background flow), dòng chảy này là không ổn định. Các dòng chảy hỗn loạn/ cuộn xoáy (Nd: turbulent) là không ổn định về mặt định nghĩa (Nd: by definition). Tuy nhiên, một dòng chảy cuộn xoáy có thể là tĩnh tại về mặt thống kê (Nd: statistically stationary). Theo Pope:[3] Trường ngẫu nhiên (Nd: random field) U(x,t) là tĩnh tại về mặt thống kê nếu tất cả sự thống kê (Nd: statistics) đều bất biến dưới một sự dịch chuyển về thời gian (Nd: under a shift in time). Điều này đại khái có nghĩa là tất cả các thuộc tính thống kê là không đổi theo thời gian. Thường thì trường trung bình (Nd: mean field) là đối tượng được quan tâm (Nd: the object of interest) và cái này cũng không đổi trong một dòng chảy tĩnh tại về mặt thống kê. Các dòng chảy ổn định thường dễ xử lý/ dễ theo dõi (Nd: more tractable) hơn các dòng chảy không ổn định tương tự khác (Nd: than otherwise similar unsteady flows). Các phương trình điều chỉnh (Nd: governing equations) của một bài toán ổn định có ít hơn các phương trình điều chỉnh của cùng bài toán là một chiều (thời gian) mà không lợi dụng tính ổn định của trường dòng chảy (Nd: of a steady problem have one dimension less (time) than the governing equations of the same problem without taking advantage of the steadiness of the flow field). [edit] Dòng chảy lớp đối với dòng chảy cuộn xoáy (Nd: Laminar vs turbulent flow) Sự cuộn xoáy/ sự nhiễu động (Nd: turbulence) là dòng chảy mà được nêu đặc tính bởi sự tái tuần hoàn/ sự quay vòng (Nd: recirculation), các chuyển động xoáy (Nd: eddies) và tính ngẫu nhiên (Nd: randomness) rõ ràng/ biểu kiến. Dòng chảy mà trong đó sự nhiễu động không được biểu lộ thì được gọi là lớp/ phiến (Nd: laminar). Tuy nhiên, nên chú ý rằng (Nd: It should be noted, however, that) chỉ có sự hiện diện của các xoáy (Nd: eddies) hay sự tái tuần hoàn thì không nhất nhiết chỉ ra dòng chảy nhiễu động—các hiện tượng này cũng có thể hiện diện trong dòng chảy lớp. Về mặt toán học, dòng chảy nhiễu động thường được biểu diễn qua một sự phân ly Reynolds (Nd: Reynolds decomposition), mà trong đó dòng chảy bị phân tích thành (Nd: is broken down into) tổng số của một thành phần trung bình và một thành phần nhiễu loạn (Nd: the sum of an average component and a perturbation component). Người ta tin rằng các dòng chảy nhiễu động có thể được mô tả tốt qua sự dùng các phương trình Navier– Stokes. Sự giả lập bằng số trực tiếp (Nd: Direct numerical simulation) (DNS), mà được dựa trên các phương trình Navier–Stokes, làm cho việc giả lập các dòng chảy nhiễu động ở các số Reynolds vừa phải là có thể được. Các hạn chế (Nd: Restrictions) thì tùy vào công suất của máy tính mà được dùng và tính hiệu quả của thuật toán giải. Các kết quả của DNS phù hợp với các dữ liệu thí nghiệm. Hầu hết các dòng chảy được quan tâm (Nd: of interest) đều có các số Reynolds quá cao (Nd: much too high) đối với DNS để là một chọn lựa dùng được (Nd: to be a viable option)[4], để lại tình trạng công suất tính toán cho vài thập niên sau (Nd: given the state of computational power for the next few decades). Bất cứ xe bay (Nd: flight vehicle) nào mà đủ lớn để mang một người (L > 3 m), di chuyển nhanh hơn 72 km/h (20 m/s) đều vượt quá xa giới hạn của sự giả lập DNS (Nd: is well beyond the limit of DNS simulation) (Re = 4 triệu). Các cánh máy bay vận tải (như là trên một chiếc Airbus A300 hay Boeing 747) có các số Reynolds 40 triệu (dựa trên dây cung của cánh (Nd: wing chord)). Để giải các bài toán dòng chảy đời thực này, các mô hình nhiễu động (Nd: turbulence models) sẽ là một điều bắt buộc (Nd: a necessity) cho tương lai có thể thấy trước (Nd: the foreseeable future). Các phương trình Navier-Stokes có số trung bình Reynolds (Nd: Reynolds-averaged Navier–Stokes equations) (RANS) mà được kết hợp với việc dựng mô hình nhiễu động (Nd: turbulence modeling) cung cấp một mô hình các hiệu ứng của dòng chảy nhiễu động. Một sự dựng mô hình như thế chủ yếu cung cấp sự truyền động lượng bổ sung bởi các ứng suất Reynolds (Nd: Such a modeling mainly provides the additional momentum transfer by the Reynolds stresses), dù sự nhiễu động cũng gia tăng hsự truyền nhiệt và khối lượng. Một phương pháp học (Nd: methodology) hứa hẹn khác là sự giả lập xoáy lớn (Nd: large eddy simulation) (LES), đặc biệt trong lớp lốt/ lớp vỏ (Nd: guise) của sự giả lập xoáy tách rời (Nd: detached eddy simulation) (DES)—mà là một sự kết hợp của sự dựng mô hình nhiễu động RANS và sự giả lập xoáy lớn. [edit] Các chất lưu theo Newton đối với các chất lưu không theo Newton (Nd: Newtonian vs non-Newtonian fluids) Đức ngài (Nd: Sir) Isaac Newton đã cho thấy ứng suất và tốc độ biến dạng rất gần gũi một cách tuyến tính với các chất lưu quen thuộc như thế nào (Nd: showed how stress and the rate of strain are very close to linearly related for many familiar fluids; Câu này quái quá!!!), như là nước và không khí. Các chất lưu
Newton này được dựng mô hình bởi một hệ số (Nd: coefficient) mà được gọi là độ nhớt, mà tùy thuộc vào chất lưu chuyên biệt. Tuy nhiên, vài trong số các vật liệu khác, như là các nhũ tương (Nd: emulsions) và các loại vữa xi-măng (Nd: slurries) và một số vật liệu vừa đàn hồi, vừa nhớt (Nd: visco-elastic materials) (v.d. máu, một số chất trùng hợp (Nd: polymers)), có những sự hành xử biến dạng – ứng suất không theo Newton phức tạp hơn (Nd: more complicated non-Newtonian stress-strain behaviours). Các vật liệu này bao gồm các chất lỏng dính (Nd: sticky liquids) như là latex, mật ong và các chất bôi trơn/ dầu nhờn (Nd: lubricants) mà được nghiên cứu trong môn học con lưu biến học. [edit] Các dòng chảy hạ âm đối với transonic, siêu âm và siêu thanh (Nd: Subsonic vs transonic, supersonic and hypersonic flows) Trong khi nhiều dòng chảy trên Trái đất/ thông thường (Nd: terrestrial flows) (v.d. dòng chảy của nước qua một ống) xảy ra ở các số mach thấp, nhiều dòng chảy được quan tâm trong thực tiễn (Nd: many flows of practical interest) (v.d. trong khí động lực học) xảy ra ở các phần cao (Nd: high fractions) của số Mach M=1 hay vượt quá nó (Nd: or in excess of it) (các dòng chảy siêu âm). Các hiện tượng mới xảy ra ở các chế độ số Mach này (Nd: at these Mach number regimes) (v.d. các sóng xung kích (Nd: shock waves) cho dòng chảy siêu âm, tính bất ổn định transonic (Nd: transonic instability) trong một chế độ (Nd: regime) các dòng chảy với M gần bằng 1, sự hành xử hóa học không cân bằng (Nd: non-equilibrium chemical behavior) mà do sự ion hóa trong các dòng chảy siêu thanh) và sự xử lý mỗi trong số các chế độ dòng chảy này một cách riêng biệt là cần thiết. [edit] Từ thủy động lực học (Nd: Magnetohydrodynamics) Mục chính: Từ thủy động lực học Từ thủy động lực học là sự nghiên cứu đa môn/ đa ngành (Nd: multi-disciplinary study) về dòng chảy của các chất lưu dẫn điện (Nd: electrically conducting) trong các trường điện từ. Các ví dụ về các chất lưu như thế gồm các huyết tương (Nd: plasmas), các kim loại lỏng (Nd: liquid metals) và nước muối. Các phương trình dòng chảy chất lưu được giải đồng thời với các phương trình Maxwell của môn điện từ học (Nd: electromagnetism). [edit] Các môn khoa học tương tự khác (Nd: Other approximations) Có một số lớn các môn tương tự có thể có khác đối với các bài toán động lực học chất lưu. Vài trong số các môn được dùng phổ biến hơn được liệt kê bên dưới. • Tính tương đương Boussinesq (Nd: Boussinesq approximation) bỏ qua những sự biến thiên về tỉ trọng ngoại trừ việc tính các lực nổi (Nd: variations in density except to calculate buoyancy forces). Nó thường được dùng trong các bài toán đối lưu tự do (Nd: free convection problems) mà ở đó các thay đổi về tỉ trọng là nhỏ. • Học thuyết chất bôi trơn (Nd: Lubrication theory) và dòng chảy Hele-Shaw khai thác tỉ số khía cạnh (Nd: aspect ratio) lớn của vùng/ miền/ lĩnh vực (Nd: domain) để cho thấy rằng các khoản nào đó (Nd: certain terms) trong các phương trình là nhỏ và vì vậy có thể được bỏ qua. • Học thuyết thân mảnh khảnh (Nd: Slender-body theory) là một phương pháp học (Nd: methodology) mà được dùng trong các bài toán dòng chảy Stokes để ước lượng lực trên, hay trường dòng chảy quanh, một vật thể mảnh khảnh trong một chất lưu nhớt. • Các phương trình nước nông (Nd: Shallow-water equations) có thể được dùng để mô tả một lớp chất lưu tương đối không nhớt với một bề mặt tự do, mà trong đó các khuynh độ (gradients) bề mặt là nhỏ. • Các phương trình Boussinesq có thể ứng dụng được cho các sóng bề mặt (Nd: surface waves) trên các lớp chất lưu dày hơn và với các độ dốc (Nd: slopes) bề mặt dốc hơn (Nd: steeper). • Định luật Darcy được dùng cho dòng chảy trong các môi trường xốp (Nd: porous media) và làm việc với các biến số mà được tính trung bình trên vài chiều rộng lỗ (Nd: with variables averaged over several pore-widths). • Trong các hệ thống quay (Nd: rotating systems), tính tương tự quasi-geostrophic (Nd: quasi- geostrophic approximation) giả định một sự cân bằng hầu như hoàn hảo (Nd: an almost perfect balance) giữa các khuynh độ áp suất (Nd: pressure gradients) và lực Coriolis. Nó có ích trong sự nghiên cứu về động lực học khí quyển (Nd: atmospheric dynamics).
[edit] Thuật ngữ học (Nd: Terminology) trong động lực học chất lưu Khái niệm áp suất là trung tâm của sự nghiên cứu về (Nd: is central to the study of) cả tĩnh học chất lưu và động lực học chất lưu. Một áp suất có thể được đồng nhất hóa (Nd: identified) cho mọi điểm trong một khối chất lưu (Nd: a body of fluid), bất chấp việc chất lưu đó có chuyển động hay không. Áp suất có thể được đo bằng cách dùng một áp kế (Nd: aneroid), ống Bourdon (Nd: Bourdon tube), cột thủy ngân (Nd: mercury column) hay nhiều phương pháp khác nhau khác. Vài thuật ngữ (Nd: Some of the terminology) mà cần thiết trong nghiên cứu động lực học chất lưu không được tìm thấy trong các lĩnh vực nghiên cứu tương tự khác. Đặc biệt, vài thuật ngữ mà được dùng trong động lực học chất lưu thì không được dùng trong tĩnh học chất lưu. [edit] Thuật ngữ học trong động lực học chất lưu không nén được Các khái niệm về áp suất toàn thể (Nd: total pressure) và áp suất động (Nd: dynamic pressure) nảy sinh từ phương trình Bernoulli và đáng kể trong sự nghiên cứu về tất cả các dòng chảy chất lưu (Hai áp suất này không phải là các áp suất theo ý nghĩa bình thường (Nd: usual sense)—chúng không thể được đo bằng cách dùng một áp kế, ống Bourdon hay cột thủy ngân). Để tránh sự mơ hồ tiềm tàng khi chỉ đến áp suất trong động lực học chất lưu, nhiều tác giả dùng thuật ngữ áp suất tĩnh (Nd: static pressure) để phân biệt nó với áp suất toàn thể và áp suất động. Áp suất tĩnh giống hệt với áp suất và có thể được đồng nhất hóa cho mọi điểm trong một trường dòng chảy chất lưu. Trong Aerodynamics (Nd: Khí động lực học), L.J. Clancy viết[5]: Để phân biệt nó với các áp suất toàn thể và động, áp suất thực của chất lưu, mà không liên quan đến sự chuyển động của nó mà với trạng thái của nó (Nd: which is associated not with its motion but with its state), thường được chỉ đến như áp suất tĩnh, nhưng ở nơi mà thuật ngữ áp suất được dùng một mình, nó chỉ đến áp suất tĩnh này. Một điểm trong một dòng chảy chất lưu, nơi mà dòng chảy đã đến để ngừng lại (Nd: A point in a fluid flow where the flow has come to rest) (tức là tốc độ là bằng số không mà kế cận với vật thể rắn nào đó mà được nhúng trong dòng chảy chất lưu) có tầm quan trọng đặc biệt (Nd: is of special significance). Nó quan trọng đến nỗi mà (Nd: It is of such importance that) nó được cho một tên đặc biệt—một điểm tù hãm/ ứ đọng/ đình trệ (Nd: stagnation point). Áp suất tĩnh ở điểm ứ đọng có ý nghĩa đặc biệt và được cho tên của chính nó—áp suất ứ đọng (Nd: stagnation pressure). Trong các dòng chảy không nén được, áp suất ứ đọng ở một điểm ứ đọng là bằng với áp suất toàn thể trong suốt trường dòng chảy. [edit] Thuật ngữ học trong động lực học chất lưu nén được Trong một chất lưu nén được, như là không khí, áp suất và tỉ trọng là thiết yếu khi xác định trạng thái của chất lưu. Ngoài khái niệm áp suất toàn thể (mà cũng được biết như áp suất ứ đọng), các khái niệm về nhiệt độ toàn thể (hay ứ đọng) và tỉ trọng toàn thể (hay ứ đọng) cũng thiết yếu trong bất kì nghiên cứu nào về các dòng chảy chất lưu nén được. Để tránh sự mơ hồ tiềm tàng khi chỉ đến nhiệt độ và tỉ trọng, nhiều tác giả dùng các thuật ngữ nhiệt độ tĩnh (Nd: static temperature) và tỉ trọng tĩnh (Nd: static density). Nhiệt độ tĩnh giống hệt với nhiệt độ và tỉ trọng tĩnh giống hệt với tỉ trọng; và cả hai có thể được đồng nhất hóa cho mọi điểm trong một trường dòng chảy chất lưu. Nhiệt độ và tỉ trọng ở một điểm ứ đọng được gọi là nhiệt độ ứ đọng và tỉ trọng ứ đọng. Một sự tiếp cận tương tự cũng được thực hiện với các thuộc tính nhiệt động lực học của các chất lưu nén được. Nhiều tác giả dùng các thuật ngữ enthalpy toàn thể (hay ứ đọng) và entropy toàn thể (hay ứ đọng). Các thuật ngữ enthalpy tĩnh và entropy tĩnh có vẻ như ít thông dụng hơn nhưng ở nơi mà chúng được dùng, chúng có nghĩa không khác gì (Nd: they mean nothing more than) enthalpy và entropy một cách tương ứng, và tiếp đầu ngữ/ tiền tố (Nd: prefix) "tĩnh (Nd: static)" đang được dùng để tránh sự mơ hồ với các từ tương ứng (Nd: counterparts) 'toàn thể (Nd: total)' hay 'ứ đọng (Nd: stagnation)' của chúng. Do các điều kiện dòng chảy 'toàn thể' được định nghĩa bởi sự đưa chất lưu về trạng thái nghỉ theo kiểu đẳng entropy (Nd: by isentropically bringing the fluid to rest), entropy toàn thể (hay ứ đọng) theo định nghĩa là luôn bằng với entropy "tĩnh".
[edit] Cũng hãy xem [edit] Các lĩnh vực nghiên cứu Học thuyết/ lý thuyết về âm thanh (Nd: Acoustic theory) • Khí động lực học • Tính đàn hồi của khí (Nd: Aeroelasticity) • Hàng không học (Nd: Aeronautics) • Động lực học chất lưu máy tính • Sự đo dòng chảy • Huyết động lực học (Nd: Hemodynamics) • Thủy lực học (Nd: Hydraulics) • Thủy học (Nd: Hydrology) • Thủy tĩnh học (Nd: Hydrostatics) • Điện thủy động lực học (Nd: Electrohydrodynamics) • Từ thủy động lực học (Nd: Magnetohydrodynamics) • Lưu biến học (Nd: Rheology) • Lượng tử thủy động lực học (Nd: Quantum hydrodynamics) • [edit] Các phương trình và các khái niệm toán học (Nd: Mathematical equations and concepts) Học thuyết sóng không khí (Nd: Airy wave theory) • Phương trình Bernoulli • Định lý vận chuyển Reynolds • Phương trình Benjamin–Bona–Mahony • Sự tương đương (Nd: approximation) Boussinesq (độ nổi) • Sự tương đương Boussinesq (các sóng nước) • Các định luật bảo toàn • Các phương trình Euler (động lực học chất lưu) • Định luật Darcy • Áp suất động (Nd: Dynamic pressure) • Tĩnh học chất lưu (Nd: Fluid statics) • Các định lý Helmholtz • Các phương trình Kirchhoff • Phương trình Manning • Phương trình dốc nhẹ/ thoải (Nd: Mild-slope equation) • Phương trình Morison • Các phương trình Navier–Stokes • Dòng chảy Oseen • Định luật Pascal • Định luật Poiseuille • Dòng chảy thế (Nd: Potential flow) • Áp suất • Áp suất tĩnh • Đầu áp suất (Nd: Pressure head) • Các phương trình Euler theo thuyết tương đối (Nd: Relativistic) • Sự phân ly (Nd: decomposition) Reynolds • Dòng chảy Stokes • Hàm dòng chảy Stokes (Nd: Stokes stream function) • Hàm dòng chảy (Nd: Stream function) • Các streamline, các streakline và các pathline • [edit] Các loại dòng chảy chất lưu Sự tạo khoang (Nd: Cavitation; hình như có liên quan đến ngư lôi Shkval của Nga) • Dòng chảy nén được •
Dòng chảy Couette • Dòng chảy phân tử tự do (Nd: Free molecular flow) • Dòng chảy không nén được • Dòng chảy không nhớt (Nd: Inviscid flow) • Dòng chảy đẳng nhiệt (Nd: Isothermal flow) • Dòng chảy lớp/ phiến (Nd: Laminar flow) • Dòng chảy kênh hở (Nd: Open channel flow) • Dòng chảy thứ cấp (Nd: Secondary flow) • Hiện tượng siêu lỏng (Nd: Superfluidity) • Siêu âm (Nd: Supersonic) • Dòng chảy nhất thời (Nd: Transient flow) • Transonic • Dòng chảy nhiễu động (Nd: Turbulent flow) • Dòng chảy hai pha (Nd: Two-phase flow) • [edit] Các thuộc tính của chất lưu Tỉ trọng (Nd: Density) • Danh sách các tính bất ổn định thủy động lực học • Chất lưu theo Newton • Chất lưu không theo Newton • Sức căng bề mặt • Độ nhớt/ sệt/ sánh/ nhầy (Nd: Viscosity) • Áp suất bay hơi (Nd: Vapour pressure) • Hệ số nén (Nd: Compressibility) • [edit] Các hiện tượng của chất lưu Lớp biên (Nd: Boundary layer) • Hiệu ứng Coanda (Nd: Coanda effect; có liên quan tới một loại tàu ngầm du lịch chạy bằng bàn • đạp chân của Nga, được xem là dùng sức người hiệu quả hơn so với dùng chân vịt thông thường. Có bằng sáng chế dùng hiệu ứng này (Google Patent Search)) Pin đối lưu (Nd: Convection cell; ?) • Độ hội tụ (Nd: Convergence)/ Trạng thái lưỡng kỳ (Nd: Bifurcation) • (Lực) cản (Nd: Drag (force)) • Tính ổn định thủy động lực học • (Lực) nâng (Nd: Lift (force); cánh máy bay có nhất thiết phải lồi ở mặt trên hay cánh tàu ngầm có • nhất thiết phải lồi ở mặt dưới hay không?) Các sóng bề mặt đại dương • Sóng Rossby • Sóng xung kích (Nd: Shock wave) • Soliton • Stokes drift • Sự nhiễu động (Nd: Turbulence) • Hiệu ứng Venturi • Dòng xoáy (nd: Vortex) • Tính xoáy (Nd: Vorticity) • Búa nước (Nd: Water hammer) • Lực cản sóng (Nd: Wave drag) • [edit] Các ứng dụng Âm học • Khí động lực học • Khoa học hàn quyển (Nd: Cryosphere science; ?) • Năng lượng chất lưu (Nd: Fluid power) • Máy móc thủy lực (Nd: Hydraulic machinery) • Khí tượng học (Nd: Meteorology) • Khoa kiến trúc hàng hải (Nd: Naval architecture; đại để là ngành đóng tàu?) •
Hải dương học (Nd: Oceanography) • Vật lý học plasma/ huyết tương (Nd: Plasma physics) • Khoa học về khí nén (Nd: Pneumatics) • Máy bơm/ bơm (Nd: Pump) • Slosh dynamics • [edit] Linh tinh/ lặt vặt (Nd: Miscellaneous) Các ấn phẩm (Nd: publications) quan trọng về động lực học chất lưu • Đẳng diện (Nd: Isosurface; ?) • Số Keulegan–Carpenter • Bồn xoay (Nd: Rotating tank) • Hàng rào âm thanh (Nd: Sound barrier) • Mặt phẳng beta (Nd: Beta plane) • Phương pháp biên nhúng (Nd: Immersed boundary method) • Sự trầy xước cầu (Nd: Bridge scour; ?) • [edit] References Acheson, D. J. (1990). Elementary Fluid Dynamics. Clarendon Press. ISBN 0198596790. • Batchelor, G. K. (1967). An Introduction to Fluid Dynamics. Cambridge University Press. • ISBN 0521663962. Chanson, H. (2009). Applied Hydrodynamics: An Introduction to Ideal and Real Fluid Flows. • CRC Press, Taylor & Francis Group, Leiden, The Netherlands, 478 pages. ISBN 978-0-415-49271-3. Clancy, L. J. (1975). Aerodynamics. London: Pitman Publishing Limited. ISBN 0273011200. • Lamb, Horace (1994). Hydrodynamics (6th ed.). Cambridge University Press. ISBN 0521458684. • Originally published in 1879, the 6th extended edition appeared first in 1932. Landau, L. D.; Lifschitz, E. M. (1987). Fluid Mechanics. Course of Theoretical Physics (2nd ed.). • Pergamon Press. ISBN 0750627670. Milne-Thompson, L. M. (1968). Theoretical Hydrodynamics (5th ed.). Macmillan. Originally • published in 1938. Pope, Stephen B. (2000). Turbulent Flows. Cambridge University Press. ISBN 0521598869. • Shinbrot, M. (1973). Lectures on Fluid Mechanics. Gordon and Breach. ISBN 0677017103. • [edit] Notes 1. ^ Eckert, Michael (2006). The Dawn of Fluid Dynamics: A Discipline Between Science and Technology. Wiley. p. ix. ISBN 3527405135. 2. ^ Shengtai Li, Hui Li "Parallel AMR Code for Compressible MHD or HD Equations" (Los Alamos National Laboratory) [1] 3. ^ See Pope (2000), page 75. 4. ^ See Pope (2000), page 344. 5. ^ Clancy, L.J. Aerodynamics, page 21 [edit] External links Wikimedia Commons has media related to: Fluid dynamics Wikimedia Commons has media related to: Fluid mechanics eFluids, containing several galleries of fluid motion • National Committee for Fluid Mechanics Films (NCFMF), containing films on several subjects in •
fluid dynamics (in realmedia format) List of Fluid Dynamics books • Fluid Mechanics, A short course for physicists • v•d•e Dimensionless numbers in fluid dynamics Archimedes · Atwood · Bagnold · Bejan · Biot · Bond · Brinkman · Capillary · Cauchy · Damköhler · Dean · Deborah · Eckert · Ekman · Eötvös · Euler · Froude · Galilei · Graetz · Grashof · Görtler · Hagen · Keulegan–Carpenter · Knudsen · Laplace · Lewis · Mach · Marangoni · Morton · Nusselt · Ohnesorge · Péclet · Prandtl (magnetic · turbulent) · Rayleigh · Reynolds (magnetic) · Richardson · Roshko · Rossby · Rouse · Ruark · Schmidt · Sherwood · Stanton · Stokes · Strouhal · Suratman · Taylor · Ursell · Weber · Weissenberg · Womersley v•d•e General subfields within physics Acoustics · Agrophysics (Soil physics) · Astrophysics · Atmospheric physics · Atomic, molecular, and optical physics · Biophysics (Medical physics • Neurophysics) · Chemical physics · Condensed matter physics · Econophysics · Electromagnetism · Geophysics · Mechanics (Classical mechanics • Continuum mechanics • Quantum mechanics • Fluid mechanics • Optomechanics • Thermodynamics) · Nuclear physics · Optics · Particle physics · Quantum field theory · Relativity (Special relativity • General relativity) Retrieved from "http://en.wikipedia.org/wiki/Fluid_dynamics" Categories: Continuum mechanics | Aerodynamics | Chemical engineering | Fluid dynamics | Fluid mechanics | Piping Personal tools New features • Log in / create account • Namespaces Article • Discussion • Variants Views Read •
Edit • View history • Actions Search Navigation Main page • Contents • Featured content • Current events • Random article • Donate • Interaction About Wikipedia • Community portal • Recent changes • Contact Wikipedia • Help • Toolbox What links here • Related changes • Upload file • Special pages • Permanent link • Cite this page • Print/export Create a book • Download as PDF • Printable version • Languages ‫العربية‬ • Bosanski • Català • Česky • Deutsch • Español • Esperanto • ‫فارسی‬ •
Français • 한국어 • ििन्दी • Ido • Bahasa Indonesia • Italiano • Norsk (bokmål) • Norsk (nynorsk) • Oromoo • Polski • Português • Română • Simple English • Српски / Srpski • Suomi • Svenska • ไทย • Türkçe • ‫اردو‬ • Tiếng Việt • 中文 • This page was last modified on 17 September 2010 at 20:32. • Text is available under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License; additional terms • may apply. See Terms of Use for details. Wikipedia® is a registered trademark of the Wikimedia Foundation, Inc., a non-profit organization. Contact us • Privacy policy • About Wikipedia • Disclaimers • • • Hết rồi sao??? Khủng khiếp quá!!! Dù sao môn học mà mình yêu thích nhất vẫn là Biếng học :-D. Dịch xong: 20:18, 10-10-2010. Chúc mừng Nghìn năm Thăng Long – Hà Nội!!!