Maye dinamikası mayelərin və qazların hərəkətdə olan davranışını öyrənən fizikanın əsas sahəsidir. O, müxtəlif anlayışları, o cümlədən maye axını, təzyiq, sürət və mayelərə təsir edən qüvvələr daxildir. Maye dinamikası mühəndislik, meteorologiya, okeanoqrafiya və hətta bioloji sistemləri başa düşməkdə əhəmiyyətli tətbiqlərə malikdir. Bu dərs maye dinamikasının əsas anlayışlarını araşdıracaq, mayelərin müxtəlif şəraitlərdə necə davrandığına dair fikirlər təqdim edəcək.
Maye ona tətbiq olunan hər hansı kəsici qüvvəyə müqavimət göstərə bilməyən bir maddədir. Kəsmə qüvvəsi tətbiq edildikdə, maye davamlı olaraq deformasiyaya uğrayır. Mayelərə həm mayelər, həm də qazlar daxildir. Onlar axan və qablarının formasını almaq kimi fərqli xüsusiyyətlərə malikdirlər.
Özlülük mayenin axmağa qarşı müqavimətinin ölçüsüdür. Bu mayenin nə qədər qalın və ya şərbətli olduğunu təsvir edir. Su aşağı özlülüyə malikdir, yəni o, asanlıqla axır, bal isə yüksək özlülüyə malikdir və daha yavaş axır. Özlülüyün riyazi təsviri çox vaxt \(\mu\) simvolu ilə verilir. SI sistemində özlülük vahidi Paskal saniyəsidir ( \(Pa\cdot s\) ).
Mayedə iki növ axın baş verə bilər: laminar və turbulent. Laminar axın adətən daha aşağı sürətlə hərəkət edən mayelərdə müşahidə olunan hamar, nizamlı maye hərəkəti ilə xarakterizə olunur. Bunun əksinə olaraq, turbulent axın xaotikdir və yüksək sürətlə baş verir. Laminardan turbulent axına keçid Reynolds ədədi ( \(Re\) ) ilə müəyyən edilir ki, bu da aşağıdakı kimi hesablanır:
\(Re = \frac{\rho vL}{\mu}\)Burada \(\rho\) mayenin sıxlığı, \(v\) mayenin sürəti, \(L\) xarakterik xətti ölçü və \(\mu\) mayenin dinamik özlülük dərəcəsidir.
Təzyiq maye dinamikasında kritik bir anlayışdır. Bu, mayenin hissəciklərinin vahid sahəyə tətbiq etdiyi qüvvədir. Maye təzyiqi dərinliyə görə dəyişir və tənliklə verilir:
\(P = P_0 + \rho gh\)Burada \(P\) dərinlikdəki maye təzyiqi \(h\) , \(P_0\) səthdəki maye təzyiqi, \(\rho\) mayenin sıxlığı, \(g\) qravitasiya səbəbindən sürətlənmə və \(h\) səthin altındakı dərinlikdir.
Bernoulli prinsipi mayenin sürətinin, təzyiqinin və hündürlüyünün necə əlaqəli olduğunu izah edən maye dinamikasında əsas prinsipdir. Bu prinsipə görə, mayenin sürətinin artması təzyiqin azalması və ya mayenin potensial enerjisinin azalması ilə eyni vaxtda baş verir. Prinsip aşağıdakı kimi ifadə edilir:
\(P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \textrm{Sabit}\)Burada \(P\) təzyiq, \(\rho\) mayenin sıxlığı, \(v\) mayenin sürəti və \(h\) istinad nöqtəsindən yuxarı hündürlükdür.
Maye dinamikasını başa düşmək sadə təcrübələr və gündəlik həyatdan müşahidələr vasitəsilə gücləndirilə bilər:
Maye dinamikası elm və mühəndisliyin bir çox sahələrində həlledici rol oynayır, o cümlədən:
Maye dinamikası fizikanın maraqlı sahəsidir və mayelərin müxtəlif vəziyyətlərdə necə davrandığına dair fikirlər təklif edir. Çaylarda su axınından tutmuş mürəkkəb təyyarələrin dizaynına qədər, maye dinamikası prinsipləri gündəlik həyatın və texnologiyanın bir çox sahələrində tətbiq tapır. Bu prinsipləri başa düşmək ətraf mühit elmi, mühəndislik və tibb daxil olmaqla müxtəlif sahələrdə innovasiya və mürəkkəb problemləri həll etmək qabiliyyətimizi artırır.
