Akışkanlar mekaniği, akışkanların davranışlarını ve onlara etkiyen kuvvetleri inceleyen fizik dalı. Makine, inşaat, kimya ve biyomedikal gibi mühendislik dallarının yanı sıra jeofizik, okyanus bilimi, meteoroloji, astrofizik ve biyoloji gibi farklı birçok disiplinde kullanılır.
Elektron, eksi bir temel elektrik yüküne sahip bir atomaltı parçacıktır. Lepton parçacık ailesinin ilk nesline aittir ve bileşenleri ya da bilinen bir alt yapıları olmadığından genellikle temel parçacıklar olarak düşünülürler. Kütleleri, protonların yaklaşık olarak 1/1836'sı kadardır. Kuantum mekaniği özellikleri arasında, indirgenmiş Planck sabiti (ħ) biriminde ifade edilen, yarım tam sayı değerinde içsel bir açısal momentum (spin) vardır. Fermiyon olmasından ötürü, Pauli dışarlama ilkesi gereğince iki elektron aynı kuantum durumunda bulunamaz. Temel parçacıkların tamamı gibi hem parçacık hem dalga özelliklerini gösterir ve bu sayede diğer parçacıklarla çarpışabilir ya da kırınabilirler.
Fizik, fiziksel kimya ve mühendislikte akışkanlar dinamiği, akışkanların akışını tanımlayan akışkanlar mekaniğinin bir alt disiplinidir. Aerodinamik ve hidrodinamik dahil olmak üzere çeşitli alt disiplinleri vardır. Akışkanlar dinamiğinin, uçaklardaki kuvvetlerin ve momentlerin hesaplanması, boru hatları boyunca petrolün Kütle akış hızının belirlenmesi, hava durumu modellerinin tahmin edilmesi, uzaydaki bulutsuların anlaşılması ve fisyon silahı patlamasının modellenmesi dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi vardır.
Viskozite, akmazlık veya ağdalık, akışkanlığa karşı direnç. Viskozite, bir akışkanın, yüzey gerilimi altında deforme olmaya karşı gösterdiği direncin ölçüsüdür. Akışkanın akmaya karşı gösterdiği iç direnç olarak da tanımlanabilir. Viskozitesi yüksek olan sıvılar ağdalı olarak tanımlanırlar.
Akışkanlar dinamiği alanında, Reynolds sayısı, farklı durumlarda akışkan akışı desenlerini tahmin etmeye yardımcı olan bir boyutsuz sayıdır ve eylemsizlik kuvvetleri ile viskoz kuvvetler arasındaki oranı ölçer. Düşük Reynolds sayılarında, akışlar genellikle laminer akış tarafından domine edilirken, yüksek Reynolds sayılarında akışlar genellikle türbülanslı olur. Türbülans, akışkanın hız ve yönündeki farklılıklardan kaynaklanır ve bazen bu yönler kesişebilir veya akışın genel yönüne ters hareket edebilir. Bu girdap akımları, akışı karıştırmaya başlar ve bu süreçte enerji tüketir, bu da sıvılarda kavitasyon olasılığını artırır.
Akışkan statiği ya da hidrostatik, hareketsiz akışkanlar üzerinde çalışmalar yapan akışkan mekaniğinin dalı. Hangi akışkanların durağan dengede hareketsiz kaldığıyla ilgili yapılan çalışmaları kabul eder ve akışkan dinamiğiyle karşılaştırıldığında hareket halindeki akışkanları inceler.
Akışkanlar dinamiğinde Bernoulli prensibi, sürtünmesiz bir akış boyunca, hızda gerçekleşen bir artışın aynı anda ya basınçta ya da akışkanın potansiyel enerjisinde azalmaya neden olduğunu ifade eder. Bernoulli prensibi, adını Hollanda-İsviçre kökenli matematikçi Daniel Bernoulli'den almıştır. Bernoulli bu prensibini 1738 yılında Hydrodynamica adlı kitabında yayınlamıştır.
de Laval nozülü orta kısmı sıkıştırılmak suretiyle özenli ve dengeli bir şekilde yapılmış, asimetrik kum saati şekilli bir borudur. Sıcak ve basınçlı gaz nozülün içinden geçerek süpersonik bir hıza ulaşır ve genleşip egzoz akış biçimini alır. Dolayısıyla ile ısı enerjisinin itici akışı maksimum düzeyde yönlendirilmiş kinetik enerji haline dönüşür. Bundan dolayı, nozül yaygın olarak buhar türbinlerinin bazı türlerinde ve roket motor nozülü olarak kullanılır. Ayrıca, süpersonik jet motorlarında kullanıldığı görülür.
Excubitores erken dönem Bizans imparatorlarının imparatorluk muhafızları olarak yaklaşık 460 yılında kurulmuştur. Komutanları kısa sürede büyük etki sahibi olmuş, aralarından 6. yüzyılda bir dizi imparator çıkmıştır. Excubitores geç 7. yüzyılda kayıtlarında görülmemeye başlamışlardır, fakat 8. yüzyıl ortalarında, orta dönem Bizans ordusunun çekirdeğini oluşturan seçkin "tagmata" birliklerinden birine dönüşmüşlerdir. Excubitores hakkında son kayıt 1081 yılıdır.
Akışkanlar dinamiğinde D'Alembert paradoksu veya hidrodinamik paradoks, 1752'de Fransız matematikçi Jean le Rond d'Alembert tarafından ortaya atılmıştır. D'Alembert, matematiksel olarak sıkıştırılamaz ve akmazlığın olmadığı akışlarda kullanılan ve sanal fonksiyon teorisini baz alan potansiyel teorinin önemli bir açığını keşfetmiştir. Kaldırma kuvveti ile ilgili etkili sonuçlar veren potansiyel teori kullanıldığında, üzerinde akış olan her cisim için sürüklenme kuvveti sıfır oluyordu.
Stokes Akışı George Gabriel Stokes tarafından geliştirilmiştir. Aynı zamanda sürünme akışı olarak da adlandırılır. Bu akışlar, advektif Atalet kuvvetlerinin viskoz kuvvetlere göre küçük olduğu akışlardır. Adveksiyon, herhangi bir dinamik davranışta korunan değerlerin parçacıklar veya sistemler arasındaki kütlesel hareket ile taşınımıdır. Atalet kuvvetlerinin küçük olması ise hareketlerin düşük hızlı olduğunu ifade eder. Bunlara bağlı olarak Stokes Akışları Reynolds Sayısının küçük olduğu akışlardaki basitleştirilmiş modeldir. Bu tipik durumun olduğu akışlarda hız oldukça yavaştır ve viskozite çok yüksektir veya karakteristik uzunlukların oranı küçüktür. Sürünme akışı ilk olarak göreceli hareketin küçük olduğu veya statik olan mekanik parçaların yağlanmasında incelenmiştir. Ayrıca bu akış doğada mikroorganizmaların akışkanlar içindeki hareketlerinde gözlenir. Teknolojide ise MEMS’de ve polimerlerde bu akış görülebilir.
Akışkanlar mekaniğinde, Helmholtz teoremleri, girdap (vorteks) filamanlarının çevresindeki üç boyutlu akışkan hareketlerini tanımlar. İsmini Hermann von Helmholtz'den alan bu teoremler, viskoz olmayan akışlarda ve viskozite etkisinin az olup göz ardı edilebileceği akışlarda geçerlidir.
Matematiksel jeofizik, jeofizikteki matematiksel yöntemlerin geliştirilmesiyle ilgilidir. Bu nedenle, özellikle jeodinamik ve sismoloji başta olmak üzere jeofizikteki birçok alanda uygulamaya sahiptir.
Nokta parçacık, fizikte sıkça kullanılan parçacıkların bir idealleştirilmesidir. Tanımlayıcı özelliği uzaysal uzantılardan yoksun oluşu; 0 boyutlu olması ve boyut kaplamamasıdır. Bir nokta parçacık boyutu, şekli ve yapısı verilen içerikle alakasız nesnelerin uygun bir gösterimidir. Örneğin, bir objeye çok çok uzaktan bir yerden bakıldığında o obje ne olursa olsun nokta benzeri bir varlık gibi görünür.
Newton tipi akışkan, akışa neden olan kayma gerilmesi ile doğru orantılı bir şekil değiştirme hızına sahip akışkan. Başka bir deyişle, akış yönüne paralel yüzeydeki kayma gerilmesi ile o yüzeydeki hız gradyeni her noktada doğru orantılı ise akışkan, Newton tipidir. Daha kesin bir ifadeyle bir akışkan; yalnızca viskoz gerilimi ve şekil değiştirme hızını tanımlayan tensörler, akışın gerilim durumu ve hızına bağlı olmayan sabit bir viskozite tensörü ile ilişkiliyse Newton tipidir.
Hidrolik sıçrama, hidrolik biliminde, nehirler ve dolusavaklar gibi açık kanal akışında sıklıkla gözlenen bir olaydır. Yüksek hızda sıvı düşük hızda bir bölgeye boşaldığında, sıvı yüzeyinde ani bir artış meydana gelir. Hızla akan sıvı aniden yavaşlar ve yüksekliği artar, bu da akışın başlangıçtaki kinetik enerjisinin bir kısmını potansiyel enerjideki bir artışa dönüştürür, enerjinin bir bölümü çalkantıdan (türbülanstan) ısıya geri dönüşü olmayan bir şekilde kaybolur.
Akışkan dinamiğinde, laminer akış,, katmanlardaki pürüzsüz yolları izleyen akışkan parçacıkları ile karakterize edilen akış rejimi. Buna göre her katman, az veya hiç karıştırma olmadan bitişik katmanları sorunsuz bir şekilde geçer. Düşük hızlarda, sıvı yanal karıştırma olmadan akma eğilimindedir ve bitişik katmanlar oyun kartları gibi birbirini geçerler. Akış yönüne dik çapraz akımlar veya girdaplar yoktur. Laminer akışta, akışkan parçacıklarının hareketi, katı bir yüzeye yakın parçacıkların, bu yüzeye paralel düz çizgiler halinde hareket etmesi ile çok düzenli olmaktadır. Düzgün akış, yüksek momentum difüzyonu ve düşük momentum konveksiyonu ile karakterize edilen bir akış rejimidir.
Momentum aktarımı, akışkanlar mekaniği, parçacık fiziği, dalga mekaniği ve optik gibi alanlarda bir parçacığın bir diğerine aktardığı momentum miktarı olarak ifade edilir.
Klasik alan teorilerinde, akış alanının Lagrangian özelliği, gözlemcinin uzay ve zamanda hareket eden bireysel bir sıvı parselini takip ettiği sıvı hareketine bakmanın bir yoludur. Tek bir parselin konumunun zaman içinde çizilmesi, parselin yol çizgisini verir. Bu, bir teknede oturmak ve bir nehirde sürüklenmek olarak görselleştirilebilir.
Euler sayısı (Eu), akışkan akışı hesaplamalarında kullanılan bir boyutsuz sayıdır. Bu sayı, yerel bir basınç düşüşü ile akışın birim hacim başına kinetik enerjisi arasındaki ilişkiyi ifade eder ve akıştaki enerji kayıplarını karakterize etmek için kullanılır. Mükemmel sürtünmesiz bir akış, Euler sayısının 0 olduğu duruma karşılık gelir. Euler sayısının tersi, sembolü Ru olan Ruark Sayısı olarak adlandırılır.