د مایعاتو میخانیک

د مایعاتو میخانیک د فزیک یوه څانګه ده چې د سیالاتو له میخانیک (مایعاتو، ګازونو او پلازماوو) او پر دوی له واردو قوو سره سروکار لري. د مایعاتو میخانیک په ډېرو برخو لکه میخانیک او سېول انجنیرۍ، کیمیايي او بیوطبي انجنیرۍ، جیوفزیک، سمندرپوهنه، هواپوهنه، ستورفزیک او بیولوژي کې کار کارول کېږي.

دا ډول میخانیک په څو برخو وېشل کېږي. یو یې د مایعاتو سټاټیک دی چې په ارام حالت کې د مایعاتو څېړنې ته ویل کېږی. بل ډول یې د مایعاتو ډینامیک دی چې پر بهاند یا سیال حرکت د قوو د اغېزې څېړنې ته ویل کېږي. دا میخانیک د کانټوم میخانیک یوه څانګه ده. کانټوم میخانیک ماده له هغو معلوماتو پرته ماډل کوي چې له اتوم څخه جوړ شوي دي، یعنې ماده د مایکروسکوپي ډول پر ځای په ماکروسکوپي ډول ماډل کوي. د مایعاتو میخانیک او په ځانګړي ډول د مایعاتو ډینامیک یوه فعاله څېړنیزه برخه ده چې د ریاضي له پلوه پېچلې ده. ډېری ستونزې تر یوه حده نه دي حل یا هم بېخي حل شوي نه دي او د کمپیوټر په کارولو سره د عددي مېتودونو په مرسته په ډېر ښه ډول حلېدای شي. یوه اوسنۍ څانګه یې د محاسباتي مایعاتو ډینامیک دی چې همدې چارې ته ځانګړې شوې ده. 

 لنډه تاریخچه 
د مایعاتو د میخانیک څېړنه د لرغوني یونان دورې ته ور ګرځي او دا هغه مهال و چې ارشیمډس د مایعاتو سټاټیک او لمبا وڅېړله او خپل مشهور قانون یې فورمول‌بندي کړ چې دا مهال د ارشیمډس اصل بلل کېږي، دا قانون یې په خپل کتاب «د لمبېدونکو اجسامو په اړه» (On Floating Bodies) کې خپور کړ او عموماً د مایعاتو د میخانیک په اړه لومړنۍ څېړنه بلل کېږي. د مایعاتو په میخانیک کې د چټک پرمختګ پیل د لیونارډ ډاوینچي (مشاهدات او ازمېښتونه)، د اوانجلیسټا ټورچلي (د فشار سنج اختراع)، د ایزاک نیوټن (د ویسکوزیټي څېړنه) او د بلز پاسکال څېړنه وه (چې د هایډوسټاټیک په برخه کې یې څېړنې وکړې او د پاسکال قانون یې فورمول‌بندي کړ). د څېړنو دغه بهیر د ډانیل برنولي په څېړنو سره دوام وکړ چې په ۱۷۳۹ کال کې یې په هايډروډینامیک کې د ریاضي د مایعاتو ډينامیک وړاندې کړ.

 لویې څانګې 

 د مایعاتو سټاټیک 
د مایعاتو سټاټیک یا هایډروسټاټیک د مایعاتو د میخانیک یوه څانګه ده چې مایعات د سکون په حالت کې څېړي. په دې کې د هغو شرایطو څېړنه هم شاملېږي چې مایعات په کې د سکون په حالت کې پایدار تعادل لري؛ او د مایعاتو له ډینامیک سره چې د حرکت په حالت کې مایعات څېړي، په تضاد کې ده. هایدروسټاټيک د ورځني ژوند د ډېرو ښکارندو یا پدیدو لپاره فزیکي تشرېح وړاندې کوي، لکه دا چې ولې د اتومسفیر فشار له ارتفاع یا لوړوالي سره بدلېږي، ولې لرګی او غوړي د اوبو پر مخ لامبي او ولې د اوبو سطحه په هر شکل چې وي تل هم‌سطحه وي. هایډروسټاټیک د هایډرولیک، د زېرمې لپاره د تجهیزاتو د انجنیرۍ، لېږد رالېږد او سیالاتو یا مایعاتو لپاره بنسټیز اهمیت لري. د دې تر څنګ د جیوفزیک او ستورفزیک (د بېلګې په توګه د ځمکې په جاذبوي ساحه کې د ګډوډیو په درک کې)، هواپوهنه، طب (د وینې د فشار په برخه کې) او له ډېرو نورو برخو سره هم اړوند دی.

 د مایعاتو ډینامیک 
د مایعاتو ډینامیک د مایعاتو د میخانیک یوه فرعي څانګه ده چې د مایعاتو له جریان – د حرکت په حال کې مایعاتو او ګازونو علم – سره سروکار لري. د مایعاتو ډینامیک یو سیستماتیک جوړښت وړاندې کوي چې د دغو عملي څانګو لپاره د بنسټ حیثیت لري – تجربوي او نیمه تجربوي قوانین په کې شاملېږي چې د جریان له اندازه‌ګیرۍ څخه ترلاسه کېږي او د عملي ستونزو د حل لپاره کارول کېږي. د مایعاتو د ډینامیک د ستونزې په حل کې د فضا او وخت د تابع په توګه معمولاً د بېلابېلو بهاندو یا سیالو خواصو لکه سرعت، فشا، غلظت او تودوخې محاسبه شاملېږي. دا په خپله هم ګڼې فرعي څانګې لري چې ایروډینامیک (د هوا او نورو محرکو ګازونو څېړنه) او هايډروډینامیک (د محرکو مایعاتو څېړنه) یې د بېلګې په توګه یادولی شو. د مایعاتو ډینامیک په ګڼو ځایونو کې کارول کېږي چې څو بېلګې یې دا دي: په الوتکه کې د قوو او حرکاتو محاسبه، د پایپ‌لاینونو له لارې د تېلو د حجمي جریان کچه ټاکل، د بدلېدونکو اقلیمي نښو وړاندوېینه او د ستورو په منځ کې د واقع فضا پر ورېځو پوهېدنه. د مایعاتو د ډینامیک ځینې اصول په ټرافیکي انجنیرۍ یا د لېږد رالېږد په انجنیرۍ کې هم کارول کېږي.Batchelor, C. K., & Batchelor, G. K. (2000). An introduction to fluid dynamics. Cambridge University Press.Bertin, J. J., & Smith, M. L. (1998). Aerodynamics for engineers (Vol. 5). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.Anderson Jr, J. D. (2010). Fundamentals of aerodynamics. Tata McGraw-Hill Education.Houghton, E. L., & Carpenter, P. W. (2003). Aerodynamics for engineering students. Elsevier.Milne-Thomson, L. M. (1973). Theoretical aerodynamics. Courier Corporation.Milne-Thomson, L. M. (1996). Theoretical hydrodynamics. Courier Corporation.Birkhoff, G. (2015). Hydrodynamics. Princeton University Press.

 فرضیات 
د یوه فزیکي سیستم د مایعاتو د میخانیک طبیعي فرضیات د ریاضي د معادلاتو په چوکاټ کې بیانولی شو. په بنسټیز ډول داسې فرض کېږي چې هر مایع میخانیکي سیستم د لاندې مواردو پیروي کوي:

 د کتلې پایښت
 د انرژۍ پایښت
 د حرکت د اندازې پایښت
 د پیوستوالي فرض

د بېلګې په توګه د کتلې د پایښت فرض په دې معنا دی چې د هر ثابت کنټرول حجم (مثلاً یو کروي حجم) لپاره چې د کنټرول په سطحه کې احاطه شوی وي – په هغه حجم کې د کتلې د بدلېدو سرعت د سطحې له بیرون څخه داخل ته د کتلې د تېرېدو له سرعت سره برابر دی. دا چاره د کنټرول حجم پر مخ د یوې انتیګرال‌ډوله معادلې په توګه بیانولی شو.

د پیوستوالي فرض د کانټوم میخانیک د مطلوبې بشپړتیا حالت دی چې مایعات په کې په پیوست ډول په پام کې نیولی شو، حتا که په مایکروسکوپي کچه له مالیکولونو څخه جوړ شوي وي. د پیوستوالي تر فرض لاندې ماکروسکوپي ځانګړنې لکه غلظت، فشار، تودوخه او سرعت په «ډېرو کوچنیو» حجمي عناصرو کې هم په ښه ډول تعریفېدای شي – د سیستم د مشخصوونکي اوږدوالي په پرتله کوچنی، خو د مالیکولي اوږدوالي د اندازې په پرتله لوی دی. مایع خواص ښايي په دوامدار ډول له یوه حجمي عنصر څخه تر بل عنصر پورې بېلابېل وي او دا د مالیکولي خواصو متوسطې اندازې دي. د پیوستوالي فرضیه ښايي په ځینو ځایونو لکه د مافوق صوت سرعت په جریانونو یا د نانو اندازې په مالیکولي جریانونو کې د ناسمو پایلو لامل شي. هغه ستونزې چې د پیوستوالي فرضیه یې په حلولو کې پاتې راځي، د محاسبوي میخانیک په مرسته یې حلولی شو.

 سرچينې