Lankide:Xabiercl/Proba orria

Fluidoen mekanika fisikaren adar bat da, ingurune jarraiko mekanikaren barruan ulertzen dena, eta fluidoen mugimenduak eta horiek probokatzen dituzten indarrak aztertzen dituena. Fluidoa definitzen duen ezaugarri nagusia esfortzu ebakitzaileak jasateko duen ezgaitasuna da (ondorioz ez dute forma definiturik). Horrez gain, fluidoaren eta bera inguratzen duen inguruaren arteko interakzioak ere aztertzen ditu.

Kontuan izan behar da gasak konprima daitezkeela eta likidoak aldiz ez (presio altuetan likidoen konprimatzeko gaitasuna ez da zero, baina oso hurbil dago zerotik) nahiz eta ontziaren forma hartzen duten. Konprimatzeko gaitasun hori arazoaren araberakoa da, aerodinamikako aplikazio batzuetan, fluidoa airea denean, bolumen-aldaketa zerotzat har daiteke.

Oinarrizko hipotesiak

Zientziaren adar guztietan bezala, fluidoen mekanikan hipotesi betetik abiatuz honen funtzioan garatzen dira kontzeptu guztiak. Horrez gain onartzen da fluidoek bereziki ondorengo legeak betetzen dituztela:

•    Masaren eta mugimendu-kantitatearen kontserbazioa.

•    Termodinamikaren lehen eta bigarren legeak.

Ingurune jarraiko hipotesia

           Ingurune jarraiko hipotesia fluidoen mekanikaren funtsezko hipotesia da, eta oro har ingurune jarraiko mekanika guztiarena. Hipotesi honetan kontuan hartzen da fluidoa jarraitua dela okupatzen duen espazioan alde batera utziz bere estruktura molekularra eta honi loturiko ez-jarraitasunak. Hipotesi honekin fluidoaren propietateak (dentsitatea, tenperatura…) funtzio jarraituak direla kontsidera daiteke.

           Hipotesi honen baliozkotasuna determinatzeko modua bi luzera konparatzea da, molekulen batezbesteko bide librea eta sistema fisikoko luzera karakteristikoa. Bi luzera hauen arteko zatidurari Knudsen zenbakia deritzo. Zenbaki adimentsional hau unitatea baina askoz txikiagoa denean fluidoa jarraitutzat kontsidera daiteke. Aurkako kasuan aldiz, ezin dira mespretxatu materiaren izaera molekularraren efektuak, eta mekanika estatistikoa erabili behar da materiaren jarrera aurreikusteko.

Partikula jariakorra kontzeptua

           Kontzeptu hau lotua dago ingurune jarraiko hipotesiarekin eta oso garrantzitsua da fluidoen mekanikan. Partikula jariakorra deitzen zaio une jakin batean espazioko puntu batean aurkitzen den fluidoaren masa elementalari. Masa elemental honek nahiko handia izan behar du molekula kantitate handi bat edukitzeko eta nahiko txikia kontsideratu ahal izateko bere barnean fluidoaren propietate makroskopikoen aldaketarik ez dagoela, horrela balio bat erantsi baitiezaiokegu propietate horiei. Garrantzitsua da kontuan hartzea partikula jariakorra fluidoaren abiadura makroskopikoarekin mugitzen dela, beraz beti molekula berdinekin eratua dagoela. Horrela, espazioko puntu determinatu bat, une ezberdinetan, partikula jariakor ezberdinez egongo da okupatua.

Fluidoaren mugimendu Lagrangear eta Eulertarraren deskribaketa

Fluido baten mugimendua deskribatzerakoan, bi ikuspuntu ageri dira:

• Deskripzio Lagrangearra: Lehenengoa, partikula jariakor bakoitzari jarraitzea da. Horrela, funtzio batzuk lortuko ditugu partikula jariakorraren posizioa eta propietateak uneoro ezagutzeko aukera emango digutenak.

• Metodo Eulertarra: Bigarren modua da espazioko puntu bati uneoro bere propietate edo magnitude jariakorrei balio jakin batzuk esleitzea, kontuan hartu gabe, momentu horretan partikula jariakorrak bolumen diferentzial hori okupatzen duen edo ez. Metodo hau, ez dago partikula jariakorrari lotua, fluidoak okupatzen duen espazioko puntuei baizik. Deskripzio honetan propietate baten balioa, puntu eta une batean, puntu hori okupatzen duen partikula jariakorrarena da.

Deskripzio Eulertarra ohikoagoa da, aplikazio eta kasu gehienetan erabilgarriagoa baita. Deskripzio hau erabiltzen da fluidoen mekanikako ekuazio nagusiak lortzeko.