द्रव यांत्रिकी भौतिकी की एक शाखा है जो विश्राम और गति में तरल पदार्थों (तरल पदार्थ, गैस और प्लाज़्मा) के व्यवहार से संबंधित है। इसके कई विषयों में अनुप्रयोग हैं, जिनमें यांत्रिक, सिविल और रासायनिक इंजीनियरिंग, भूभौतिकी, समुद्र विज्ञान और खगोल भौतिकी शामिल हैं। द्रव यांत्रिकी के अध्ययन को द्रव स्थैतिकी , विश्राम में तरल पदार्थों का अध्ययन और द्रव गतिकी , गति में तरल पदार्थों के अध्ययन में विभाजित किया गया है।
द्रव यांत्रिकी को समझना उन प्रमुख गुणों से शुरू होता है जो द्रव के व्यवहार को परिभाषित करते हैं:
द्रव स्थैतिकी में, हम मानते हैं कि द्रव स्थिर अवस्था में हैं या उनकी गति देखी गई घटनाओं को प्रभावित नहीं करती है। द्रव स्थैतिकी में मुख्य सिद्धांत पास्कल का सिद्धांत है जो बताता है कि स्थिर अवस्था में किसी भी बिंदु पर दबाव सभी दिशाओं में समान होता है। यह सिद्धांत हाइड्रोलिक सिस्टम में लागू होता है जहां दबाव में वृद्धि एक संलग्न द्रव में बिना कम हुए संचारित होती है।
एक अन्य महत्वपूर्ण अवधारणा आर्किमिडीज का सिद्धांत है जो कहता है कि कोई भी वस्तु, चाहे वह पूरी तरह या आंशिक रूप से किसी तरल पदार्थ में डूबी हो, उस वस्तु द्वारा विस्थापित तरल पदार्थ के भार के बराबर बल द्वारा ऊपर उठती है। यह सिद्धांत बताता है कि वस्तुएँ क्यों तैरती या डूबती हैं।
द्रव गतिविज्ञान गतिशील द्रवों में लगने वाले बलों और परिणामी गति का अध्ययन करता है। यह द्रव स्थैतिकी से अधिक जटिल है क्योंकि इसमें वेग और त्वरण जैसे अतिरिक्त चर शामिल होते हैं। द्रव गतिविज्ञान को नियंत्रित करने वाले मूल समीकरण ये हैं:
द्रव यांत्रिकी का प्रयोग विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है:
द्रव यांत्रिकी के कई मौलिक सिद्धांतों को सरल प्रयोगों और अवलोकनों के माध्यम से समझा जा सकता है:
जब तरल पदार्थ बहते हैं, तो वे अलग-अलग पैटर्न प्रदर्शित करते हैं, जिसे रेनॉल्ड्स संख्या (Re) की अवधारणा द्वारा समझाया गया है, जो एक आयामहीन मात्रा है जिसका उपयोग विभिन्न द्रव प्रवाह स्थितियों में प्रवाह पैटर्न की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है। रेनॉल्ड्स संख्या को \(Re = \frac{\rho vL}{\mu}\) के रूप में परिभाषित किया गया है, जहाँ \(v\) प्रवाह वेग है, \(L\) एक विशिष्ट रैखिक आयाम (व्यास की तरह) है, और \(\mu\) द्रव की गतिशील चिपचिपाहट है।
प्रवाह पैटर्न को मोटे तौर पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:
तरल पदार्थ के प्रवाह को मापने के लिए कई तकनीकें मौजूद हैं, जो विभिन्न इंजीनियरिंग और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक हैं। इनमें शामिल हैं:
द्रव यांत्रिकी में इंजीनियरिंग से लेकर प्राकृतिक विज्ञान तक की घटनाओं और अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है। इसके सिद्धांत विभिन्न स्थितियों में तरल पदार्थों के व्यवहार को समझने और तरल पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया करने वाली प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए आवश्यक हैं। जबकि द्रव स्थैतिकी विश्राम अवस्था में तरल पदार्थों के व्यवहार की व्याख्या करती है, द्रव गतिकी गतिशील तरल पदार्थों में बलों और गतियों की खोज करती है, इंजीनियरिंग अनुप्रयोग इन सिद्धांतों का उपयोग कुशल प्रणालियाँ बनाने और व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए करते हैं।
