Izvorni kôd stranice Mehanika fluida

{{Nedostaju izvori}}
{{mehanika kontinuuma}}
'''Mehanika fluida''' je grana [[fizika|fizike]] koja se bavi [[mehanika|mehanikom]] - dakle proučavanjem [[sila]] i kretanja - uzrokovanih od i na samim [[fluid]]ima. Ovo je jedno od najkompleksnijih područja mehanike te osim područja [[Klasična mehanika|klasične mehanike]] zalazi i u [[stohastički proces|stohastičke procese]] i [[teorija haosa|teoriju haosa]] koja je i evoluirala iz proučavanja pojava u mehanici fluida ([[turbulencija]], [[meteorologija]]).

== Pojam fluida ==

Iako se s mehanikom fluida najčešće povezuje pojam "[[tekućina]]", pojam "fluid" obuhvata svu materiju koja se ne nalazi u krutom stanju, dakle sve tekućine, [[plin]]ove i [[plazma|plazmu]].

== Pretpostavke ==

Kao i svaki drugi matematički model u realnom svijetu, mehanika fluida napravila je nekoliko osnovnih pretpostavki o materijalima koji se proučavaju.

Mehanika fluida pretpostavlja da se svaki fluid pokorava slijedećem:

* [[Zakon održanja mase]]
* [[Zakon održanja momenta]]
* ''Hipoteza o kontinuumu'' (više u daljem tekstu).

=== Hipoteza kontinuuma ===
{{glavni|Mehanika kontinuuma}}

Fluidi se sastoje od [[molekula]] koje se sudaraju međusobno, kao i sa okolnim preprekama. Pretpostavka kontunuuma, međutim, smatra fluide [[neprekidna funkcija|neprekidnim]]. To jest, osobine, kao što su gustoća, [[pritisak]], [[temperatura]] i brzina, su dobro definisane u "beskonačno" malim tačkama, definišući REZ ('''R'''eferentni '''E'''lement '''Z'''apremine), u geometrijskom redu udaljenosti između svije susjedne molekule fluida. Pretpostavlja se da osobine variraju nepredno od jedne do druge tačke, te su predstavljene kao srednje vrijednosti u REZ-u. Činjenica da se fluid sastoji od diskretnih molekula je zanemarena.

== Navier-Stokesove jednačine ==
{{glavni|Navier–Stokesove jednačine}}

=== Opći oblik jednačine ===

Opći oblik Navier-Stokesovih jednačina za očuvanje momenta je:

:<math>\rho\frac{D\mathbf{v}}{D t} = \nabla\cdot\mathbb{P} + \rho\mathbf{f}</math>

gdje je

* <math>\rho\ </math> gustoća fluida, 
* <math>\frac{D}{D t}</math> [[materijalna derivacija]],
* <math>\mathbf{v}</math> vektor brzine, 
* <math>\mathbf{f}</math> vektor masene sile, i
* <math>\mathbb{P}</math> [[tenzor]] koji predstavlja površinske sile koje djeluju na fluidni djelić

Općenito, (u tri dimenzije) <math>\mathbb{P}</math> ima oblik:

:<math>\mathbb{P} = \begin{pmatrix}
\sigma_{xx} &  \tau_{xy} & \tau_{xz} \\
\tau_{yx} &  \sigma_{yy} & \tau_{yz} \\
\tau_{zx} &  \tau_{zy} & \sigma_{zz}
\end{pmatrix}
</math>

gdje je

* <math>\sigma\ </math> normalni napon, i
* <math>\tau\ </math> su tangencijalni naponi.

Gore napisano je, u stvari, sistem od tri jednačine, jedna po svakoj dimenziji. Same, ove jednačine nisu dovoljne da bi se dobilo rješenje. Međutim, prema zakonu o održanju mases i određenim graničnim uslovima u sistemu jednačina može se dobiti sistem rješivih jednačina.

== Newtonski i nenewtonski fluidi ==

=== Jednačine za newtonski fluid ===
{{Glavni|Newtonski fluid}}

Konstantna proporcionalnosti između [[tangencijalni napon|tangencijalnog napona]] i [[gradijent]]a brzine je poznata kao [[visokoznost]] (naziva se i '''dinamički koeficijet viskoznosti''', a obilježava se sa <math>\mu</math>). Jednostavna jednačina, koja opisuje ponašanje newtonskog fluida glasi:

:<math>\tau=-\mu\frac{dv}{dx}</math>

gdje je
:<math>\tau</math> tangencijalni napon koji trpi fluid ("[[Otpor (fizika)|otpor]]")
:<math>\mu</math> viskoznost fluida - konstanta proporcionalnosti
:<math>\frac{dv}{dx}</math> gradijent brzine okomit na pravac tangencijalnog napona

== Mehanika fluida u mašinstvu ==

Mehanika fluida jedno je od ključnih područja proučavanja unutar [[mašinstvo|mašinstva]].

== Grane mehanike fluida ==

* [[Statika fluida]]
* [[Dinamika fluida]]
* [[Računarska dinamika fluida]]

== Također pogledajte ==

{{portal|Fizika}}
* [[Primijenjena mehanika]]
* [[Sekundarni protok]]
* [[Bernoullijev princip]]
* [[Kapilarna površina]]

== Zabilješke ==
{{refspisak}}

== Reference ==

* White, Frank M. (2003). ''Fluid Mechanics.'' McGraw-Hill. {{ISBN|0072402172}}
* Ira M. Cohen, Pijush K. Kundu. [http://www.amazon.com/Fluid-Mechanics-Fourth-Ira-Cohen/dp/0123737354/ "Fluid Mechanics - 4th ed."] Academic Press, {{ISBN|978-0-12-373735-9}}.
* Massey, B. & Ward-Smith, J. (2005). [http://www.amazon.co.uk/dp/0415362067 ''Mechanics of Fluids - 8th ed.''] Taylor & Francis, {{ISBN|978-0-415-36206-1}}.

== Vanjski linkovi ==
{{Commonscat|Fluid mechanics}}
* [http://arjournals.annualreviews.org/loi/fluid Annual Review of Fluid Mechanics] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090119222743/http://arjournals.annualreviews.org/loi/fluid |date=19. 1. 2009 }}
* [http://www.cfd-online.com/Wiki/Main_Page CFDWiki]—the Computational Fluid Dynamics reference wiki. 
* [https://web.archive.org/web/20080307024636/http://www.interactiveflows.com/links/ Educational Particle Image Velocimetry - resources and demonstrations]

{{fizika-dno}}

[[Kategorija:Mehanika fluida| *]]