fluidów

Fluidy to substancje, które nie posiadają stałego kształtu i mogą przepływać pod wpływem sił zewnętrznych. Do fluidów zaliczamy ciecze i gazy, które, choć różnią się gęstością i sposobem kompresji, w makroskali traktuje się jako continua — media, w których ruch cząstek daje się opisać za pomocą pól makroskopowych.

Najważniejsze cechy fluidów to gęstość, lepkość i, w przypadku gazów, duża kompresyjność. Ciecze są na ogół mniej ściśliwe niż gazy, a ich przepływ zależy od gradientu prędkości i lepkości. W praktyce rozróżnia się fluidy Newtonowskie, dla których lepkość jest stała niezależnie od szybkości ścinania (np. woda, powietrze), od fluidów n-Newtonowskich, których lepkość zależy od prędkości ścinania (np. gliny, majonez, ketchupy). Istnieją również płyny złożone i nietypowe (zawiesiny, roztwory polimerów).

Podstawowe równania mechaniki płynów opisują zachowanie fluidów: równanie ciągłości (konserwacja masy) i równanie ruchu (Navier–Stokes) opisujące zmianę pędu z uwzględnieniem lepkości. W szczególnych warunkach stosuje się uproszczenia, takie jak równanie Bernoulliego dla przepływów bezlepkości i stałej gęstości, lub hipotezy o przepływie laminarnym. W praktyce stosuje się także liczbę Reynoldsa, która porządkuje zjawiska przepływowe.

Zastosowania obejmują inżynierię mechaniczną i lotniczą, hydraulikę, inżynierię chemiczną, medycynę oraz geofizykę. Historia fluidów wiąże się z pracami Archimedesa, Bernoulliego, Eulera, Naviera i Stokesa, którzy ukształtowali podstawy współczesnej mechaniki płynów.