ویکی‌جزوه/دانشکده:فنی و مهندسی/مکانیک سیالات/میان ترم

جریان سیال

گذرا یا دایمی

زمانی که تمام مشخصات سیال در طول زمان ثابت می ماند آن را دایمی می نامیم.به عنوان مثال یک توپ را فرض کنید که در یک سیال در حال حرکت است .اگر دستگاه مختصات را روی توپ در نظر بگیریم این حالت یک جریان دایمی است ولی اگر دستگاه را در این خارج از توپ در نظر بگیریم ،در این حالت یک جریان گذرا داریم .

لزج و غیر لزج

جریان لزج می تواند دو نوع لایه ای و آشفته باشد .با ذکر این نکته که تمام سیال ها دارای لزجت هستند .

تراکم پذیر و تراکم ناپذیر

همه ی سیال ها تراکم پذیر هستند . بعضی بیش تر و بعضی کمتر .ولی در جریان ها اگر تغییرات چگالی کمتر از 0.01 باشد جریان تراکم پذیر است و اگر بیش تر از این مقدار باشد تراکم ناپذیر است .

رویکردها

دو رویکرد در مورد سیال وجود دارد .در حالت لاگرانژی یک ذره را در نظر گرفته و آن را دنبال می کنیم ولی در حالت اویلری مکان یک ذره را در تظر گرفته و ذره هایی که در آن مکان قرار می گیرند را بررسی می کنیم.

تجسم جریان

برای تجسم جریان ها می توان از دو الگوی جریان استفاده کرد :

خط جریان : خطی که در یک لحظه ی مشخص ،در همه جا مماس بر بردار سرعت است .

خط سیر : مسیر واقعی ای که یک ذره سیال مشخص می پیماید .

در مکانیک سیالات متداول ترین نتیجه ی ریاضی که برای تجسم به کار برده می شود ،الگوی خط جریان است .

بنابر این برای یک بردار سرعت اختیاری معادله ی خط جریان بدین صورت است.

خط سیر یا جابجایی یک ذره با انتگرال گیری از مولفه های سرعت تعیین می شود.

با معلوم بودن بردار توزیع سرعت بر حسب مکان و زمان می توان انتگرال گیری را شروع کرد.

بنابراین کلی ترین رابطه ی خطوط جریان یک هذلولی است .