ວັດສະດຸກ່ຽວກັບຂອງແຫຼວຄົງທີ່ ແລະ ແຫຼວເຄື່ອນໄຫວ

ວັດສະດຸກ່ຽວກັບຂອງແຫຼວຄົງທີ່ ແລະ ແຫຼວເຄື່ອນໄຫວ

ກົນຈັກຂອງແຫຼວ, ໜຶ່ງໃນສາຂາພື້ນຖານຂອງກົນຈັກຕໍ່ເນື່ອງ, ແມ່ນສາຂາທີ່ສຶກສາພຶດຕິກຳຂອງແຫຼວ (ຂອງແຫຼວ ແລະ ອາຍແກັສ) ທັງໃນສະພາບຄົງທີ່ ແລະ ສະພາບເຄື່ອນໄຫວ. ການຈັດປະເພດເປັນສະພາບຄົງທີ່ (ຂອງແຫຼວທີ່ພັກຜ່ອນ) ແລະ ສະພາບເຄື່ອນໄຫວ (ຂອງແຫຼວທີ່ເຄື່ອນທີ່) ຊ່ວຍໃຫ້ມີຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ມີໂຄງສ້າງຫຼາຍຂຶ້ນກ່ຽວກັບວິທີທີ່ຂອງແຫຼວມີປະຕິກິລິຍາກັບແຮງ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງມັນສະແດງອອກພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ບົດຄວາມນີ້ເຈາະເລິກເຂົ້າໄປໃນຫຼັກການທີ່ສຳຄັນຂອງແຫຼວໃນສະພາບຄົງທີ່ ແລະ ເຄື່ອນໄຫວ, ການກວດສອບຄຸນສົມບັດຂອງມັນ, ການຄວບຄຸມສົມຜົນ, ແລະ ການນຳໃຊ້ໃນໂລກຕົວຈິງ.

ຄຸນສົມບັດຂອງທາດແຫຼວ

ຄຸນສົມບັດພື້ນຖານ
- ຄວາມໜາແໜ້ນ (ρ): ຄວາມໜາແໜ້ນແມ່ນມວນສານຕໍ່ໜ່ວຍປະລິມານຂອງນ້ຳ. ມັນເປັນຄຸນສົມບັດພື້ນຖານທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ພຶດຕິກຳຂອງນ້ຳທັງໃນສະພາບຄົງທີ່ ແລະ ເຄື່ອນໄຫວ.
– ຄວາມໜືດ (η): ຄວາມໜືດແມ່ນການວັດແທກຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການຜິດຮູບຂອງນ້ຳ. ມັນວັດແທກຄວາມເສື່ອມພາຍໃນຂອງນ້ຳ. ຄວາມໜືດມີອິດທິພົນຕໍ່ຮູບແບບການໄຫຼ ແລະ ການກະຈາຍພະລັງງານໃນນ້ຳແບບໄດນາມິກ.
- ຄວາມດັນ (P): ຄວາມດັນແມ່ນແຮງທີ່ອອກຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ພາຍໃນຂອງແຫຼວ, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍທັງໃນດ້ານໄຮໂດຣສະຖິຕິ ແລະ ໄຮໂດຣໄດນາມິກ.

ຄຸນສົມບັດເພີ່ມເຕີມ
- ຄວາມຕຶງຄຽດຂອງພື້ນຜິວ: ນີ້ແມ່ນແຮງທີ່ຕິດພັນກັນຢູ່ພື້ນຜິວຂອງແຫຼວ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະກົດການຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຄວາມເປັນຝີມື ແລະ ການສ້າງຢອດນ້ຳ.
- ຄວາມສາມາດໃນການບີບອັດ: ໃນຂະນະທີ່ຂອງແຫຼວໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວບໍ່ສາມາດບີບອັດໄດ້, ແຕ່ອາຍແກັສສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການປ່ຽນແປງທີ່ສຳຄັນໃນຄວາມໜາແໜ້ນພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
– ການນຳຄວາມຮ້ອນ: ຄຸນສົມບັດນີ້ແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການເຂົ້າໃຈການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໃນຂອງແຫຼວ, ເຊິ່ງສຳຄັນສຳລັບທັງຂະບວນການທາງທຳມະຊາດ ແລະ ອຸດສາຫະກຳ.

ນ້ຳຢາຄົງທີ່

Hydrostatics
ວິຊາໄຮໂດຣສະຖິຕິສາດ ແມ່ນການສຶກສາກ່ຽວກັບຂອງແຫຼວທີ່ຢຸດນິ້ງ. ຈຸດສຸມຫຼັກແມ່ນເພື່ອຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບການແຈກຢາຍຄວາມກົດດັນພາຍໃນຂອງແຫຼວ ແລະ ວິທີທີ່ແຮງພາຍນອກ ເຊັ່ນ ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ມີອິດທິພົນຕໍ່ການແຈກຢາຍເຫຼົ່ານີ້.

ຄວາມດັນຂອງພູມຕ້ານທານ
ຄວາມກົດດັນຂອງໄຮໂດຣສະຖິດແມ່ນໄດ້ມາຈາກ:

\[ P = \rho gh + P_0 \]

ບ່ອນທີ່:
-\(P\) ແມ່ນຄວາມກົດດັນທີ່ຄວາມເລິກ\(h\).
- \( \rho \) ແມ່ນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳ.
-\(g\) ແມ່ນ ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ.
-\( P_0\) ແມ່ນຄວາມກົດດັນຂອງບັນຍາກາດຢູ່ໜ້າຜິວຂອງແຫຼວ.

ສົມຜົນນີ້ຊີ້ບອກວ່າຄວາມກົດດັນເພີ່ມຂຶ້ນເປັນເສັ້ນຊື່ຕາມຄວາມເລິກໃນຖັນຂອງແຫຼວ. ຫຼັກການນີ້ແມ່ນພື້ນຖານສຳລັບການເຂົ້າໃຈປະກົດການຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການລອຍຕົວ ແລະ ການອອກແບບໂຄງສ້າງທີ່ມີຂອງແຫຼວເຊັ່ນ: ເຂື່ອນ ແລະ ເຮືອດຳນ້ຳ.

ການລອຍຕົວ
ຫຼັກການຂອງອາຣ໌ຄິມິດີສ ກ່າວວ່າ ວັດຖຸທີ່ຈຸ່ມຢູ່ໃນນ້ຳຈະປະສົບກັບແຮງລອຍຕົວເທົ່າກັບນ້ຳໜັກຂອງນ້ຳທີ່ຖືກຍົກຍ້າຍ. ການລອຍຕົວແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ການອອກແບບເຮືອ ແລະ ເຂົ້າໃຈຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງວັດຖຸທີ່ລອຍຢູ່. ແຮງລອຍຕົວ \(F_b \) ສາມາດສະແດງອອກໄດ້ດັ່ງນີ້:

\[ F_b = \rho V g \]

ບ່ອນທີ່ V ແມ່ນປະລິມານຂອງນ້ຳທີ່ຖືກຍົກຍ້າຍ.

ນ້ຳຢາໄດນາມິກ

ນະໂຍບາຍດ້ານນ້ ຳ
ວິຊາການເຄື່ອນໄຫວຂອງແຫຼວກ່ຽວຂ້ອງກັບການສຶກສາກ່ຽວກັບຂອງແຫຼວໃນການເຄື່ອນທີ່. ມັນກວມເອົາຫຼາຍສາຂາວິຊາຍ່ອຍ, ລວມທັງອາກາດໄດນາມິກ ແລະ ອຸທົກໄດນາມິກ, ເຊິ່ງມີການນຳໃຊ້ຕັ້ງແຕ່ການອອກແບບເຮືອບິນຈົນເຖິງວິສະວະກຳທໍ່ສົ່ງ.

ສົມຜົນຂອງອອຍເລີ ແລະ ນາເວີ-ສະໂຕກສ໌
ການເຄື່ອນທີ່ຂອງຂອງແຫຼວສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍສົມຜົນຂອງອອຍເລີສຳລັບຂອງແຫຼວທີ່ເໝາະສົມ (ບໍ່ມີຄວາມໜຽວ) ແລະສົມຜົນ Navier-Stokes ສຳລັບຂອງແຫຼວທີ່ໜຽວ.

- ສົມຜົນຂອງອອຍເລີ:

\[ \frac{\partial \mathbf{u}}{\partial t} + (\mathbf{u} \cdot \nabla)\mathbf{u} = -\frac{1}{\rho} \nabla P + \mathbf{f} \]

- ສົມຜົນ Navier-Stokes:

\[ \rho \left( \frac{\partial \mathbf{u}}{\partial t} + (\mathbf{u} \cdot \nabla)\mathbf{u} \right) = -\nabla P + \mu \nabla^2 \mathbf{u} + \mathbf{f} \]

ບ່ອນທີ່ \( \mathbf{u} \) ແມ່ນພາກສະໜາມຄວາມໄວ, \( P \) ແມ່ນຄວາມກົດດັນ, \( \mu \) ແມ່ນຄວາມໜືດໄດນາມິກ, ແລະ \( \mathbf{f} \) ເປັນຕົວແທນແຮງຂອງຮ່າງກາຍ, ເຊັ່ນ: ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ.

Laminar ແລະ turbulent Flow
- ການໄຫຼແບບລຽບງ່າຍ: ມີລັກສະນະເປັນຊັ້ນໆຂອງນ້ຳທີ່ລຽບນຽນ ແລະ ເປັນລະບຽບ ໂດຍມີການປະສົມໜ້ອຍ. ມັນຖືກອະທິບາຍດ້ວຍຈຳນວນ Reynolds ຕ່ຳ (\( Re \)), ແລະ ຄວາມໄວຂອງການໄຫຼແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສະໝໍ່າສະເໝີ. ຕົວຢ່າງແມ່ນການໄຫຼຂອງນໍ້າເຜິ້ງ.
– ກະແສນ້ຳທີ່ວຸ້ນວາຍ: ມີລັກສະນະການເຄື່ອນທີ່ຂອງນ້ຳທີ່ວຸ້ນວາຍ ແລະ ບໍ່ເປັນລະບຽບ ພ້ອມກັບການປະສົມທີ່ສຳຄັນ. ສິ່ງນີ້ເກີດຂຶ້ນທີ່ຈຳນວນ Reynolds ສູງ. ກະແສນ້ຳທີ່ວຸ້ນວາຍແມ່ນພົບເລື້ອຍໃນແຫຼ່ງນ້ຳທຳມະຊາດ ແລະ ຂະບວນການອຸດສາຫະກຳ.

ຫຼັກການຂອງ Bernoulli
ຫຼັກການຂອງ Bernoulli ແມ່ນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນການເຄື່ອນໄຫວຂອງນໍ້າ, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມກົດດັນ ແລະ ຄວາມໄວໃນນໍ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່. ມັນລະບຸວ່າການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມໄວຂອງນໍ້າເກີດຂຶ້ນພ້ອມໆກັນກັບການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມກົດດັນ ຫຼື ພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ. ສົມຜົນ Bernoulli ສໍາລັບການໄຫຼທີ່ບໍ່ສາມາດບີບອັດໄດ້ແມ່ນ:

\[ P + \frac{1}{2} \rho u^2 + \rho gh = \text{constant} \]

ຫຼັກການນີ້ແມ່ນພື້ນຖານໃນການອະທິບາຍປະກົດການຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການຍົກຂອງປີກເຮືອບິນ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງເວນຈູຣີ.

ນະໂຍບາຍດ້ານນ້ ຳ ໃນຄອມພີວເຕີ້ (CFD)
CFD ແມ່ນຂົງເຂດໜຶ່ງທີ່ໃຊ້ການວິເຄາະຕົວເລກ ແລະ ອັລກໍຣິທຶມເພື່ອແກ້ໄຂ ແລະ ວິເຄາະບັນຫາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການໄຫຼຂອງນ້ຳ. ໂດຍການໃຊ້ຊຸບເປີຄອມພິວເຕີ, ວິສະວະກອນ ແລະ ນັກວິທະຍາສາດສາມາດຈຳລອງປະຕິສຳພັນຂອງນ້ຳທີ່ສັບສົນໃນຫຼາຍສະພາບການ, ເພີ່ມປະສິດທິພາບການອອກແບບສຳລັບລະບົບຕ່າງໆຕັ້ງແຕ່ລົດກິລາຈົນເຖິງແບບຈຳລອງສິ່ງແວດລ້ອມ.

ການນຳໃຊ້ກົນຈັກຂອງແຫຼວ

ວິສະວະກໍາແລະເທກໂນໂລຍີ
ກົນຈັກຂອງແຫຼວແມ່ນສິ່ງສຳຄັນໃນການນຳໃຊ້ວິສະວະກຳຈຳນວນຫຼາຍ. ຫຼັກການຂອງໄຮໂດຣສະຖິຕິ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວຂອງແຫຼວແມ່ນນຳໃຊ້ໃນ:
- ວິສະວະກຳໂຍທາ: ເຂື່ອນ, ລະບົບແຈກຈ່າຍນ້ຳ, ແລະ ລະບົບບຳບັດນ້ຳເສຍ.
- ວິສະວະກຳການບິນອະວະກາດ: ການອອກແບບເຮືອບິນ, ລະບົບຂັບເຄື່ອນຈະຫຼວດ, ແລະ ອາກາດໄດນາມິກ.
- ວິສະວະກຳກົນຈັກ: ລະບົບ HVAC, ກັງຫັນ, ປໍ້າ ແລະ ການອອກແບບລົດຍົນ.
– ວິສະວະກຳທາງທະເລ: ການສ້າງເຮືອ, ການອອກແບບເຮືອດຳນ້ຳ, ແລະ ໂຄງສ້າງນອກຝັ່ງ.

ວິທະຍາສາດສິ່ງແວດລ້ອມ
ການເຂົ້າໃຈພຶດຕິກຳຂອງນ້ຳແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນໃນວິທະຍາສາດສິ່ງແວດລ້ອມ ສຳລັບການສ້າງແບບຈຳລອງກະແສນ້ຳມະຫາສະໝຸດ, ການຄາດຄະເນຮູບແບບສະພາບອາກາດ, ແລະ ການຄຸ້ມຄອງຊັບພະຍາກອນນ້ຳ. ການສຶກສາທາງດ້ານອຸທົກກະສາດແມ່ນອີງໃສ່ກົນໄກຂອງນ້ຳເປັນຫຼັກເພື່ອຄາດຄະເນນ້ຳຖ້ວມ ແລະ ການຄຸ້ມຄອງອ່າງເກັບນ້ຳ.

ຢາປົວພະຍາດ
ຫຼັກການຂອງກົນຈັກຂອງແຫຼວສາມາດນຳໃຊ້ກັບຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດໄດ້, ໂດຍສະເພາະໃນການເຂົ້າໃຈການໄຫຼວຽນຂອງເລືອດ ແລະ ກົນໄກການຫາຍໃຈ. ຄວາມຮູ້ນີ້ຊ່ວຍໃນການອອກແບບອຸປະກອນການແພດເຊັ່ນ: ຫົວໃຈທຽມ ແລະ ເຄື່ອງຊ່ວຍຫາຍໃຈ.

ສະຫຼຸບ
ການສຶກສາກ່ຽວກັບຂອງແຫຼວຄົງທີ່ ແລະ ແຫຼວເຄື່ອນໄຫວກວມເອົາຂົງເຂດທີ່ກວ້າງຂວາງ ແລະ ສຳຄັນຂອງຟີຊິກ ແລະ ວິສະວະກຳ, ໂດຍມີຫຼັກການທີ່ສຳຄັນສຳລັບການນຳໃຊ້ທັງໝົດໃນຂົງເຂດຕ່າງໆ. ຄຸນສົມບັດພື້ນຖານ ແລະ ສົມຜົນການຄວບຄຸມສະໜອງຂອບການເຮັດວຽກທີ່ເຂັ້ມແຂງເພື່ອຄາດຄະເນ ແລະ ຈັດການພຶດຕິກຳຂອງແຫຼວໃນສະພາບແວດລ້ອມຕ່າງໆ, ຕັ້ງແຕ່ລະບົບນິເວດທຳມະຊາດຈົນເຖິງຂະບວນການອຸດສາຫະກຳທີ່ສັບສົນ. ບໍ່ວ່າຈະເປັນການອອກແບບໂຄງສ້າງທີ່ປອດໄພກວ່າ, ພາຫະນະທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ, ຫຼື ອຸປະກອນການແພດທີ່ກ້າວໜ້າ, ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ໄດ້ຮັບຈາກກົນຈັກຂອງແຫຼວຊຸກຍູ້ນະວັດຕະກຳ ແລະ ຄວາມເຂົ້າໃຈທັງໃນລະບົບທຳມະຊາດ ແລະ ລະບົບວິສະວະກຳ.