Sıvı, maddenin ana hâllerinden biridir. Sıvılar, belli bir şekli olmayan maddelerdir; içine konuldukları kabın şeklini alır, akışkandırlar. Sıvı molekülleri, sıvı hacmi içinde serbest hareket ederler, fakat partiküllerin ortak çekim kabiliyeti, hacmin izin verdiği ölçüdedir. Sıvılar sıkıştırılamaz.
Daniel Bernoulli İsviçreli matematikçi ve fizikçidir. Bernoulli ailesindeki ünlü matematikçilerdendir. Özellikle matematiği akışkan mekaniği alanına uyarlamasıyla bilinir. Olasılık ve istatistik alanındaki çalışmalarıyla bu alanların gelişimine öncülük etmiştir. İsmi, 20. yüzyılın iki önemli teknolojisinin çalışmasının altında yatan matematiği tanımlayan Bernoulli İlkesi ile bütünleşmiştir. Bahsi geçen bu iki önemli teknoloji karbüratör ve uçak kanadıdır.
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.
Aerodinamik kuvvet, akış halindeki gazın cisimler üzerindeki kuvvet etkisidir. Aerodinamik biliminin ilgilendiği temel kuvvetlerdir. Hareketli akışa maruz kalan her cisme aerodinamik kuvvet uygulanır.
Torricelli yasası, bir kaptaki sıvının çıkış hızının, sıvı yüksekliğiyle ilişkisini açıklayan, akışkanlar dinamiği yasasıdır. Bu yasa akmaz olmayan sıvılar için geçerlidir.
Aerodinamikte, bir hava taşıtının kritik Mach sayısı kanattaki küçük bir bölge üzerindeki akışın ses hızına ulaştığı en küçük mach sayısıdır.
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.
İşarî hava sürati (IAS), hava taşıtlarındaki ana sürat göstergesinde görülen hız. IAS, İngilizce indicated airspeed kavramının kısaltmasıdır. İşarî hava sürati, pito-statik sistemden gelen dinamik ve statik basınç verileri ile hesaplanır. Uçağın performans ve aerodinamik hesaplamalarında kullanılan ana sürattir. Pek çok hava taşıtında sürat knot cinsinden kullanılır ve sürat saatlerindeki değerler KIAS olarak verilir.
Knudsen sayısı, moleküler ortalama serbest yol ile kabaca ölçülebilir uzunluk skalasının oranını veren boyutsuz sayıdır. Bu uzunluk skalası, örneğin, bir sıvının içinde yer alan bir cismin çapı olabilir. Knudsen sayısı adını Danimarkalı fizikçi Martin Knudsen'e (1871-1949) atfen almıştır.
Pito tüpü veya pitot tüpü, bir akışkanın yarattığı toplam basıncı ve buna bağlı olarak akışkanın hızını ölçen cihaz. Özellikle hava araçlarında yaygın olarak kullanılan pito tüpü, statik sistemle birlikte dinamik basıncın işarî sürate çevrilmesinde kullanılır. Adını mucidi Fransız mühendis Henri Pitot'dan almıştır.
Aerodinamik bölümünde bahsedilen aerodinamik sürüklenim, bir akışkan yönünde hareket halinde olan herhangi bir katı cisme etki eden akışkan sürüklenim kuvvetine denir. Cisim baz alındığında bu kuvvet cismin yüzeyine etki eden basınç dağılımlarından(Dp) ve cisme etki eden kayma kuvvetlerinden(akışkanlığın sonucu [Df]) meydana gelir. Akışın özelliklerine göre hesaplama yapıldığında sürüklenim kuvveti 3 temel birime bağlıdır : şok dalgaları, girdaplar ve akışkanlık.
Akışkanlar mekaniğinin tarihi, fizik ve mühendislik tarihinin temel bir koludur. Akışkanların hareketi ve onlara etki eden kuvvetlerin incelenmesi tarih öncesine kadar uzanmaktadır. İnsanın suya bağımlılığı, meteorolojik koşullar ve iç biyolojik süreçler nedeniyle sürekli bir evrim geçirmiştir.
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.
Değişmez kütle, durgun kütle, gerçek kütle, tam kütle ya da sınır sistemleri durumunda basitce kütle, bir objenin veya Lorentz dönüşümlerine göre tüm referans çerçevelerinde aynı olan objelerin sisteminin toplam enerji ve momentum karakteridir. Eğer momentum çerçevesinin bir merkezi sistemde oluşuyorsa, sistemin değişmez kütlesi toplam enerjinin ışık hızının karesine bölümüyle bulunur. Diğer referans çerçevelerinde, sistemin enerjisi artar yalnız sistemin momentumu bundan çıkarılmıştır, yani değişmez kütle aynı kalır.
Akışkanlar mekaniğinde, statik basınç birçok kullanışa sahiptir.
- • Uzay mekiğinin yapımı ve tasarımında,statik basınç uzay mekiğinin statik basınç sistemindeki hava basıncıdır.
- • Akışkanlar dinamiğinde, birçok yazar statik basınç terimini anlam karmaşasından kaçınmak için sadece basınç yerine kullanmayı tercih ederler. Ancak,sık sık statik kelimesi atılabilir ve bir akışkandaki belirli bir noktadaki statik basınçla aynı anlamdaki basıncı kullanılır.
- • Statik basınç terimi ayrıca akışkanlar statiğinde bazı yazarlar tarafından kullanılır.
Santrifüj pompa sıvının dönen kinetik enerjisini hidrodinamik enerjiye dönüştürerek sıvıyı basınçlandırmak için kullanılır. Dönme enerjisi bir motordan alınır. Santrifüj pompa dinamik eksenel simetrik iş-emici türbomakinelerin alt sınıfıdır. Sıvı, pompa çarkına dönme ekseni boyunca girer, pompa çarkı tarafından hızlandırılır, radyal olarak dışarıya çıktığı difüzöre akar.
Rüzgarın enerjisi, rüzgar türbininin dönen kanatlarına rüzgarın uyguladığı aerodinamik kuvvetler yoluyla türbinin alternatöründe elektrik enerjisine çevrilir. Bu nedenle aerodinamik hesaplamalar rüzgar türbininde önemlidir. Çoğu makine gibi rüzgar türbinleri de hepsi farklı enerji kazanım kavramlarına dayanır.
Akışkanlar dinamiği alanında, sürükleme katsayısı, bir nesnenin hava veya su gibi bir akışkan ortamında maruz kaldığı sürükleme veya direnç miktarını belirlemek için kullanılan bir boyutsuz niceliktir. Sürükleme denkleminde kullanılır ve daha düşük bir sürükleme katsayısı, nesnenin daha az aerodinamik veya hidrodinamik sürüklemeye sahip olacağını ifade eder. Sürükleme katsayısı her zaman belirli bir yüzey alanına bağlı olarak değerlendirilir.
Akışkanlar dinamiği alanında, kaldırma katsayısı, bir kaldırma gövdesi tarafından üretilen kaldırma kuvvetini, gövde etrafındaki akışkan yoğunluğuna, akışkan hızına ve ilgili referans alanına bağlayan bir boyutsuz niceliktir. Kaldırma gövdesi, bir kanat profili veya sabit kanatlı uçak gibi komple bir profil taşıyan gövde olabilir. CL, gövdenin akışa olan hücum açısı, Reynolds sayısı ve Mach sayısının bir fonksiyonudur. Kesit kaldırma katsayısı cl, bir iki boyutlu profil kesitinin dinamik kaldırma özelliklerini ifade eder ve referans alan yerine veter hattı kullanılır.
Akışkanlar dinamiği alanında, basınç katsayısı bir boyutsuz sayı olup, bir akış alanındaki bağıl basınçları ifade eder. Basınç katsayısı, aerodinamik ve hidrodinamik çalışmalarında kullanılmaktadır. Her bir akış alanında, her konumsal noktanın kendine özgü bir basınç katsayısı, Cp değeri bulunmaktadır.
