سیالات درونتو پیدا کن(Fluid mechanics)

مکانیک سیالات درونتو پیدا کن

در مقاله « مکانیک سیالاتِ درونتو پیدا کن »،سعی شده تا با نگاهی متفاوت،به سرگذشت پیدایش این علم،شناخت مفهوم عدد رینولدز  و آشنایی مختصر با دانشمندانی که عمر خود رو، صرف پیشرفت بشر در این عرصه نمودند، بپردازه. ابتیم به شما پیشنهاد میده، تا با مطالعه این مطلب چند دقیقه ای جذاب، دیدی متفاوت نسبت به سیالات و ویژگی های منحصر به فرد  اون پیدا کنید…

مکانیک سیالات

انسانِ سیال

 «انسان،عبارته از موجودی که به همه چیز عادت میکنه»

به نظرم این جمله داستایفسکی،بهترین عباریتیه که میتونه انسان رو تعریف کنه.

این یعنی که خاصیت همه ما انسانها یه چیزه،

اونم تغییر.

شاید بار ها و بارها این جمله رو از روانشناسا شنیدی:

«موجودی که تغییر رو بلد نباشه محکوم به مرگه»

این دقیقا همون چیزیه ما داشتیمو و شاید خیلی از موجودات دیگه که منقرض شدن، نداشتن.

شاید به نظرت مسخره بیاد ولی من فک میکنم

خاصیت،یا قدرت فوق العاده ما آدما، توی عادت کردن به شرایط مختلف،بی ربط به ساختار بدنمون نیست.

بدنی که بیشتر 70 درصدشو آب تشکیل داده.

آبی که مهم ترین سیاله روی زمینه…

سیالی که واضح ترین خاصیتش،شکل پذیریه

اینکه اونو توی هر قالبی بریزی،خودشو وفق میده و یا به قول خودمون شکل ظرف میشه…

بعضی وقتا فک میکنم که بازم خوبه که بیشتر بدنمون از گوگرد نیست، وگرنه حتما تا حالا توی سختیا منفجر شده بودیم.

حالا اگه تو هم مثل خیلیا توی ذهنت، از مایعات،کارکتری مظلوم وبی سر وصدا ساختی،پیشنهاد میکنم

حداقل یه بار کتاب مکانیک سیالات رو یه نگاه بندازی، شاید نظرت عوض شد…

اگرم که حوصله کتاب خوندن نداری،ابتیم بهت پیشنهاد میکنه لااقل  این مقاله رو تا اخر بخون.

معرفی مکانیک سیالات

سیالات پادشاه قدرت مند

بعید میدونم که  حتی  تصور کردن دنیا بدون سیالات  کار راحتی باشه.

شاید ممکن باشه چند روزی بدون آب زندگی کنیم ولی قطعا دنیا بدون مایعات محاله…

سیالاتی که،با ویژگیای مخفی و البته خاصشون،بار ها انسان رو شگفت زده کردن.

ازسیل وسونامی تا قدرت فوق العاده حمل کشتی،

کارایی عجیب روغنها در صنعت،

خاصیت های شگفت انگیز الکل وجیوه و حتی

خونی که در رگ ما جاریه،نشون میده که ما داریم  درباره پادشاه قدرتمندی صحبت میکنیم که شوخی با قلمروش،میتونه زندگی بشر  رو یه شبه ویرون کنه .

شاید توی نگاه اول واسه ما چیز کاملا عادی باشه، اما

در طول تاریخ، دانشمندای زیادی عمرخودشونو وقف این شاخه پر رمز و راز از علم،یعنی مکانیک سیالات کردن،

تا شاید بتونن کمی از قدرت این پادشاه استفاده کنن.

 

 رینولدز، دانشمند ناکام سیالات

معرفی مکانیک سیالات

آدم عجیبی بود.

توی مغناطیس، الکتریسیته، هیدرولیک و حتی توی حرکات جزر و مدی رودخانه ها هم، سرک کشید،

تا بتونه از اونا چیز جدیدی کشف کنه و به دنیا معرفی کنه…. ولی نشد.

مثل اینکه تقدیر این بود که همه رینولدز رو به اسم مکانیک سیالات بشناسن.

مهندسی که با تلاشش،شناخت مایعات رو مدیون خودش کرد.

در سال 1842 توی ایرلند،به دنیا اومد.

بعد از اینکه تحصیلاتش رو توی دبیرستان تموم شد،مسیر جالبی رو انتخاب کرد و به جای ادامه تحصیل در دانشگاه سعی کرد تا با رفتن به یه شرکت مهندسی معروف، تجربه  به دست بیاره.

دوسال بعد، با اینکه کمی از مهندسی سررشته پیدا کرده بود،تصمیم گرفت در دانشگاه رشته ریاضی محض بخونه. پس از فارغ التحصیلی،مثل پدرش،بورسیه دانشگاه کویین شد و البته دوباره توی یه شرکت مهندسی در لندن به کسب تجربه ادامه داد.

تلاش رینولدز در رَسته مهندسی و البته تسلطش در ریاضیات،او رو به کرسی استادی دانشگاه منچستر رسوند .

از اونجا به بعد،رینولدز شروع به مطالعه در زمینه های مختلف مهندسی کرد،

تا اینکه در 30 سالگی،علاقه خاصی به رفتار مایعات پیدا کرد.

او با آزمایش و تحقیق بی وقفه و در البته انتشار مقالات زیادی توی این زمینه به شهرتی جهانی بین دانشمندان رسید.

 

عدد رینولدز، کمیت حیاتی در سیالات

معرفی مکانیک سیالات

بیشترین آزمایشات او در زمینه جریان سیالات در فضای های سر بسته مثل لوله بود.

رینولدز سعی کرد تا بفهمه چه طوری جریان یک سیال آشفته میشه.

نهایتا هم این معیار رو به شکل کمیتی بی بُعد تعریف کرد.

بعد ها این کمیت،توجه دانشمندن فعال توی این زمینه، مثل استوکس،رو به خودش جلب کرد.

رفته رفته،اهمیت و البته کاربرد این معیار نه تنها در سیالات،بلکه در فاز های گازی مثل جریان هوا روی بال هواپیما هم مورد کاربرد واقع شد.

تا جایی که سرانجام در سال 1908 این کمیت به افتخار او نام گذاری شد.

حالا از عدد رینولدز،به عنوان یکی از پارامتر های اصلی سازه های آبی،ساخت سد،کانال سازی  حتی کشتی سازی،استفاده میشه.

عدد رینولدز، نظریه انتقال و همچنین نظریه تنش از شاخص ترین خدمات ازبورن رینولدز به دنیای علم به شمار میره.

رینولدر اواخر عمرش رو صرف مطالعه در مورد انقباض و انتقال حرارت بین جامدات و سیالات کرد که  بعدها باعث انقلابی در صنعت بخار و ماشین سازی شد.

اما شاید واستون جالب باشه،اما بزرگترین آرزوی رینولدز این بود که یک سخنران ماهر باشه.

ولی به گفته نزدیکانش متاسفانه هر بار که در سمیناری شروع به حرف زدن میکرد، پس از چند دقیقه چرت و پرت میگفت و از موضوع اصلی منحرف میشد.

درسته که رینولدز در اواخر عمرش حافظه شو از دست داد ولی مطئنا دنیای علم هرگز او و زحماتش رو فراموش نمیکنه.

 

مکانیک سیالات،علمی کاربردی

معرفی مکانیک سیالات

علم مکانیک به دو زیر شاخه اصلی سیالات و جامدات تقسیم میشه.

درسته که اصول اولیه اونا به هم شبیهن،اما اونچه که این دو شاخه رو از هم متمایز میکنه،اینه که سیالات بر خلاف جامدات،نمیتونن تنش برشی رو تحمل کنن.

این ویژگی نه تنها برای سیالات کمبود به حساب نمیاد،بلکه خاصیت مفیدی هم هست.

در طول تاریخ،دانشمندان زیادی مثل استوکس و ناویه سعی کردن تا با شناختن خواص والبته معادلات حاکم بر مایعات، این بخش از طبیعت  رو در اختیار بشر قرار بدن.

امروزه علم مکانیک سیالات نه تنها در  مهندسی مکانیک بلکه در بسیاری دیگر از رشته های دیگه مثل مهندسی شیمی،

مهندسی عمران،

مهندسی پزشکی،

مهندسی نفت،

و حتی هوا فضا نقش پررنگی رو ایفا میکنه.

حالا بشر به لطف ممارست دانشمندان بینظیر تاریخ نظیر نیوتن، رینولدز، استوکس و هزاران نفر دیگه،تونسته این پادشاه قدرتمند رو در اختیار بگیره

و با خیالی آسوده،روی دریا کشتی سواری کنه.

مراجع و کتاب های زیادی توی دنیا سعی بر آموزش راحت و  کاربردی درس مهم  مکانیک سیالات کردن اما به طور حتم  کتاب مکانیک سیالات وایت،که در ایران معمولا به نام کتاب سیالات وایت نیز شناخته می شود. جزو معروف ترین اونا هاس.

معرفی مکانیک سیالات

 

 

جواد فرزانی پور
جولای 1, 2020