Հիդրոդինամիկա

Հիդրոդինամիկա (< հիդորո... և դինամիկա), հիդրոմեխանիկայի բաժին, որն ուսումնասիրում է անսեղմելի հեղուկների շարժումը և այդ հեղուկների փոխազդեցությունը պինդ մարմինների հետ։ Հիդրոդինամիկաի մեթոդներով կարելի է հետազոտել նաև գազերի շարժումը, եթե այդ շարժման արագությունը զգալի չափով փոքր է դիտարկվող գազում ձայնի արագությունից։ Եթե գազի շարժման արագությունը մոտ է ձայնի արագությանը կամ գերազանցում է այն, հիդրոդինամիկաի մեթոդները կիրառելի չեն։ Գազի այդպիսի շարժումը հետազոտում է գազային դինամիկան։ Հիդրոդինամիկաի տեսակետից հեղուկի կարևոր հատկություններն են. շարժունությունը կամ հոսունությունը, որն արտահայտվում է սահքի դեֆորմացիայի նկատմամբ հեղուկի փոքր դիմադրությամբ, և անընդհատությունը։ Հիդրոդինամիկաում դիտարկվում է կամ հեղուկի առանձին մասնիկների շարժումը ժամանակի ընթացքում (Լագրանժի եղանակ), կամ արագությունների դաշտը շարժվող հեղուկով լցված տարածության մեջ (էյլերի եղանակ)։ Հիդրոդինամիկաի հիմնական խնդիրը տրված արտաքին ուժերի, սկզբնական և եզրային պայմանների առկայությամբ մասնիկների շարժման օրենքը և ներքին ուժերը որոշելն է։ Այս խնդրի լուծումն ստացվում է հետևյալ դիֆերենցիալ հավասարումների ինտեգրումով.

  
    
      
        
          ρ
        
        
          
            
              
                d
              
              
                v
              
            
            
              
                d
              
              
                t
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\rho }{\frac {{d}{v}}{{d}{t}}}}
  =
  
    
      
        
          ρ
        
        F
      
    
    {\displaystyle {\rho }F}
  +
  
    
      
        
          
            
              
                ∗
              
              
                
                  
                    
                      P
                    
                    
                      x
                    
                  
                  →
                
              
            
            
              
                ∗
              
              
                x
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\frac {{*}{\overrightarrow {{P}_{x}}}}{{*}{x}}}}
  +
  
    
      
        
          
            
              
                ∗
              
              
                
                  
                    
                      P
                    
                    
                      y
                    
                  
                  →
                
              
            
            
              
                ∗
              
              
                y
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\frac {{*}{\overrightarrow {{P}_{y}}}}{{*}{y}}}}
  +
  
    
      
        
          
            
              
                ∗
              
              
                
                  
                    
                      P
                    
                    
                      z
                    
                  
                  →
                
              
            
            
              
                ∗
              
              
                z
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\frac {{*}{\overrightarrow {{P}_{z}}}}{{*}{z}}}}
  ,

  
    
      
        
          
            
              
                d
              
              
                ρ
              
            
            
              
                d
              
              
                t
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\frac {{d}{\rho }}{{d}{t}}}}
  +
  
    
      
        
          ρ
        
        d
        i
        
          
            
              v
              v
            
            →
          
        
      
    
    {\displaystyle {\rho }di{\overrightarrow {vv}}}
  =0

  
    
      
        
          ρ
        
        
          
            d
            
              
                d
              
              
                t
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\rho }{\frac {d}{{d}{t}}}}
  
  
    
      
        (
        U
        +
        
          
            
              v
              
                2
              
            
            2
          
        
        )
      
    
    {\displaystyle (U+{\frac {v^{2}}{2}})}
  =
+
  
    
      
        d
        i
        v
        (
        
          
            
              P
              →
            
          
        
        
          
            
              v
              →
            
          
        
        )
      
    
    {\displaystyle div({\vec {P}}{\vec {v}})}
  -
որտեղ p-ն միջավայրի խտությունն է, v-ն՝ մասնիկի արագության վեկտորը, F-ը՝ միավոր զանգվածի վրա ազդող արտաքին զանգվածային ուժը, Px, Py, Pz-ը՝ ox, oy, oz առանցքներին ուղղահայաց հարթակների վրա ազդող լարվածության վեկտորները, Ս-ն՝ միավոր զանգվածի ներքին էներգիան, q-ն՝ ջերմության տեսակարար հոսքը, I-ն՝ ջերմության մեխանիկական համարժեքը։ Առաջին հավասարումը հեղուկի շարժման դիֆերենցիալ հավասարումն է, երկրորդը՝ անխզեփու- թյան հավասարումը, երրորդը՝ էներգիայի հոսքի հավասարումը։ հիդրոդինամիկայի ընդհանուր հավասարումների լուծումը չափազանց բարդ է, այդ պատճառով խնդիրները պար֊ զեցնում են, անտեսելով հավասարումների այն անդամները, որոնց մեջ մտնող պարամետրերի դերը աննշան է տվյալ պայմաններում։tիդեալական հեղուկի Հ-ում առավել կարևոր նշանակություն ունի Բեռնոււիի հավասարումը։ Մածուցիկ հեղուկի հիդրոդինամիկայի հիմնական հավասարումների լուծումը հնարավոր է միայն սահմանային դեպքերում (մեծ և փոքր մածուցիկության հեղուկների համար)։ Փոքր մածուցիկության հեղուկների հոսքի խնդիրները կարևոր են տեխ. մի շարք հարցերի լուծման համար։ Այդ դեպքում հիդրոդինամիկայի հավասարումները կարելի է պարզեցնել, առանձնացնելով շրջահոս- վող մարմնին հարող հեղուկի շերտ, որի մածուցիկությունն անտեսել չի կարելի։ Այդ շերտը կոչվում է սահմանային շերտ, և դրանից դուրս հեղուկը կարող է դիտվել որպես իդեալական։ հիդրոդինամիկայի իմացությունը կարևոր է նավերի և ինքնաթիռների նախագծման, խողովակաշարերի, պոմպերի և հիդրոտուրբինների հաշվարկի, ծովային հոսանքների ուսումնասիրության, ինչպես նաև գրունտային ջրերի և ստորգետնյա հանքավայրերում նավթի զտման համար և այլն։