Akışkanlar Mekaniği Nedir ?

Akışkanlar Mekaniği Nedir ?

Akışkanlar mekaniği, sıvılar (sıvılar ve gazlar) üzerindeki kuvvetleri, akışkanların hareketini ve bu hareketin sonuçlarını inceleyen bir fizik dalıdır. Akışkanlar mekaniği, sıvılar ve gazların davranışlarını analiz ederek, bu maddelerin akışkanlık, viskozite, basınç, hız ve sıcaklık gibi özelliklerini anlamayı amaçlar. Bu dal, genellikle pratik uygulamalar için mühendislik ve endüstri alanlarında kullanılır.

Akışkanlar mekaniği, iki ana bölüme ayrılır:

1. Akışkan Statikleri (Statik Akışkanlar):

   • Akışkan statikleri, akışkanların durgun haldeki durumlarını (hareket etmeyen durumlarını) inceleyen bir alt dalıdır. Bu, akışkanların basınç, yoğunluk ve sıcaklık gibi özelliklerini ele alır. Bernoulli prensibi gibi temel prensipler, akışkanın durgun durumunu anlamak için kullanılır.

2. Akışkan Dinamikleri (Dinamik Akışkanlar):

   • Akışkan dinamikleri, akışkanların hareketli durumlarını (akışkanın hareket ettiği durumlarını) inceleyen bir alt dalıdır. Bu, akışkanların hız, basınç değişimi, akış hızı profilleri ve türbülans gibi özelliklerini ele alır. Navier-Stokes denklemleri gibi matematiksel ifadeler, akışkanların dinamik davranışlarını analiz etmek için kullanılır.

Akışkanlar mekaniğiyle ilgili temel kavramlar şunlardır:

• Akışkanın Kontinuiyeti: Akışkanlar, madde miktarının herhangi bir küçük hacim içinde sürekli olarak dağıldığı bir ortamı oluştururlar. Bu özellik, akışkanın diferansiyasyon (bölünme) veya kontinuiyet denklemleri ile ifade edilir.

• 
  

• Navier-Stokes Denklemleri: Akışkanların hareketini matematiksel olarak ifade eden denklemlerdir. Bu denklemler, akışkanın hız, basınç ve sıcaklık gibi değişkenlerini açıklar. Ancak, bu denklemler genellikle karmaşık olduğu için analitik çözümleri genellikle bulunamaz.

• 
  

• Bernoulli Prensibi: Akışkanın enerjisinin sürekli bir formda korunduğunu ifade eden bir prensiptir. Bu prensip, akışkanın durgun hali ve hareketli hali arasındaki enerji değişimini açıklar.

• 
  

• Kavitasyon: Akışkan içinde basınç düşüklüğü nedeniyle sıvının buharlaşması ve buhar kabarcıklarının oluşmasıdır. Kavitasyon, sistemde hasara neden olabilir ve özellikle pompa ve pervane gibi mekanik sistemlerde önemlidir.

Akışkanlar mekaniği, uçak tasarımından su arıtma sistemlerine, petrol endüstrisinden gemi tasarımına kadar birçok uygulama alanında kullanılır. Ayrıca meteoroloji, okyanusografi ve çevre mühendisliği gibi alanlarda da önemli bir rol oynar.