Hidrodinamikus

Hidrodinamikus, vagy hidrodinamikai elmélet a folyadékok mozgásával és az ezekhez kapcsolódó erőhatásokkal foglalkozó tudományág. A tárgyköre a folyadékok általános mozgását, nyomás- és sűrűségeloszlását és az ezekben fellépő erőhatásokat vizsgálja, mind nyugalmi, mind pedig mozgó állapotokban.

Az alapvető törvényszerűségek közé tartozik a tömegmegmaradást kifejező kontinuitási egyenlet és a mozgásegyenletek rendszere. Az inviscid modellekben a mozgást leíró Euler-egyenlet szerepel, amely a nyomás és a gravitáció hatását veszi figyelembe. A viszkózus folyadékokra a Navier–Stokes egyenlet érvényes, amely a viszkozitást is figyelembe veszi. Incompressibilis áramlásoknál gyakran a ∇·v = 0 feltétel is teljesül. A hidrodinamikában gyakran szerepelnek olyan fogalmak, mint a sebességmezej, nyomás-, sűrűség- és vektorfelületek, valamint a kölcsönhatást leíró különböző anyagmodellek, például Newtonian vagy nem-Newtonian folyadékok.

Fontos típusai közé tartozik a lamináris és turbulens áramlás, a nyomás- és sebességmezők időben állandó vagy változó, illetve incompressibilis vagy compresszibilis áramlások. A Reynolds-szám az áramlás viselkedését jellemzi: alacsony Re értékeknél laminaris, magasabb értékeknél gyakran turbulens. A hidrodinamika szoros kapcsolatban áll a potenciál-áramlásokkal, Bernoulli-elvvel és más elvekkel, amelyek egyszerűbb esetekben adnak intuitív megközelítést.

Kutatási módszerei közé tartozik az analitikus megoldások keresése, a numerikus számításos módszerek (például CFD), valamint a kísérleti hidrodinamika, amely folyadékminták és áramlási mérőeszközök segítségével vizsgálja a jelenségeket. Történetileg fontos alakjai Euler, Navier, Stokes és Bernoulli voltak, akik alapvető elméleteket adtak a területhez. Alkalmazási területei közé tartozik a repülőgépek és hajók aerodinamikája, vízépítés és folyadékáramlások orvosi ésbiológiai rendszerekben, meteorológia és óceánográfia, valamint ipari folyadékszállítás és energiatermelés.