Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
ลิงก์ข้ามภาษาในบทความนี้ มีไว้ให้ผู้อ่านและผู้ร่วมแก้ไขบทความศึกษาเพิ่มเติมโดยสะดวก เนื่องจากวิกิพีเดียภาษาไทยยังไม่มีบทความดังกล่าว กระนั้น ควรรีบสร้างเป็นบทความโดยเร็วที่สุด |
กลศาสตร์ของไหล คือวิชาที่ศึกษาพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของของไหลและแรงที่เกิดขึ้น (ของไหลหมายถึงของเหลวและก๊าซ) กลศาสตร์ของไหลอาจแบ่งได้เป็นสองส่วนคือสถิตยศาสตร์ของไหลซึ่งศึกษาของไหลในขณะที่หยุดนิ่ง และพลศาสตร์ของไหลที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของของไหล ศาสตร์นี้นับเป็นส่วนหนึ่งของกลศาสตร์ภาวะต่อเนื่องซึ่งศึกษาแบบจำลองของวัตถุโดยไม่สนใจข้อมูลในระดับอะตอม กลศาสตร์ของไหลเป็นหนึ่งในสาขาการวิจัยที่ได้รับความสนใจและมีปรากฏการณ์มากมายที่ยังไม่ถูกค้นพบ หรือถูกค้นพบเพียงบางส่วน กลศาสตร์ของไหลประกอบด้วยสมการทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน บางครั้งวิธีหาคำตอบที่ดีที่สุดคือการประยุกต์ใช้ โดยเฉพาะการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ วิทยาการสมัยใหม่เกี่ยวกับกลศาสตร์ของไหลคือ พลศาสตร์ของไหลเชิงคณนา (Computational Fluid Dynamics) (CFD) คือเครื่องมือที่ถูกใช้ในการแก้ปัญหาทางกลศาสตร์ของไหลโดยเฉพาะ หรือการแก้ปัญหาด้วยการใช้ Particle Image Velocimetry มาใช้สร้างให้เห็นภาพการไหลของของไหลและศึกษาพฤติกรรมของมัน กลศาสตร์ของไหลเป็นส่วนหนึ่งของวิชาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของของไหลและแรงที่เกิดขึ้นในตัวของมัน
| กลศาสตร์ภาวะต่อเนื่อง | ||||||||
 | ||||||||
สมการนาเวียร์-สโตกส์
| ||||||||
ประวัติศาสตร์
ส่วนนี้รอเพิ่มเติมข้อมูล คุณสามารถช่วยเพิ่มข้อมูลส่วนนี้ได้ |
ความสัมพันธ์กับกลศาสตร์ภาวะต่อเนื่อง
กลศาสตร์ของไหลเป็นสาขาย่อยของกลศาสตร์ภาวะต่อเนื่องตามแสดงในตาราง
| กลศาสตร์ภาวะต่อเนื่อง : ศึกษากายภาพของสสารที่มีความต่อเนื่อง | : ศึกษากายภาพของสสารที่มีรูปร่างควงตัวแน่นอน | :อธิบายถึงวัตถุที่สามารถคืนรูปหลังจากได้รับความเค้นได้ | |
| : อธิบายถึงวัตถุที่เปลี่ยนรูปหลังจากได้รับพลังงานที่มากเพียงพอ | : การศึกษาสสารที่มีลักษณะของของแข็งและของไหล | ||
| กลศาสตร์ของไหล: ศึกษาถึงกายภาพของสสารที่มีความต่อเนื่องและเปลี่ยนรูปไปตามลักษณะของภาชนะ | |||
โดยมุมมองทางกลศาสตร์แล้ว ของไหลไม่รับความเค้นตั้งฉากกับผิววงกลม (tangential stress) ดังนั้นมันจึงแปรรูปร่างไปตามภาชนะที่บรรจุตัวมันอยู่และสามารถอยู่นิ่ง ๆ ได้โดยไม่มีความเค้นเฉือน
สมมติฐาน
เช่นเดียวกับแบบจำลองเชิงคณิตศาสตร์ที่ถูกประยุกต์ใช้กับโลกแห่งความเป็นจริง กลศาสตร์ของไหลทำการสร้างสมมติฐานพื้นฐานเกี่ยวกับสสารที่กำลังถูกศึกษา สมมติฐานเหล่านี้จะถูกแปลงให้เป็นสมการทางคณิตศาสตร์ที่ยอมรับได้ ถ้าสมมติฐานมีความเป็นจริงอยู่ ตัวอย่างเช่นการพิจารณาของไหลอัดตัวไม่ได้ (incompressible fluid) ในสามมิติ ข้อสมมติที่ว่ามวลได้รับการอนุรักษ์นั้นหมายถึงว่าในผิวปิดใด ๆ ก็ตาม อัตราการไหลเข้าของมวลจากภายนอกระบบ (สิ่งแวดล้อม) สู่ภายในระบบจะต้องเท่ากับอัตราการไหลออกจากระบบสู่สิ่งแวดล้อม หรือกล่าวอีกนัยว่ามวลของระบบนั้นคงที่นั่นเอง ซึ่งนี่ทำให้สมการอินทีกอลสามารถนำมาประยุกต์ใช้บนพื้นผิวได้
กศาสตร์ของไหลสมมติว่าทุก ๆ ของไหลนั้นสอดคล้องตามกฎเหล่านี้
นอกจากนี้ การสมมติว่าของไหลเป็นของไหลอัดตัวไม่ได้นั้นค่อนข้างจะมีประโยชน์ในหลาย ๆ กรณีและมีความสมจริง ซึ่งของไหลอัดตัวไม่ได้เหล่านี้ ความหนาแน่นของมันจะคงที่เสมอ ของไหลสามารถถูกนำมาคำนวณด้วยข้อสมมติว่ามันเป็นของไหลอัดตัวไม่ได้อยู่บ่อยครั้ง ในขณะที่กาซไม่สามารถใช้ข้อสมมตินี้ได้
ในทางเดียวกัน ของไหลอาจจะถูกสมมติว่าไร้ความหนืด กาซมักจะถูกสมมติว่าไร้ความหนืดอยู่บ่อยครั้ง ถ้าของไหลถูกสมมติว่ามีความหนืดและเป็นการไหลในภาชนะบางอย่าง เช่น ท่อ ดังนั้นการไหลที่ผิวขอบจะมีความเร็วเป็นศูนย์ สำหรับของไหลที่มีความหนืดและขอบเขตไม่มีรูพรุน แรงเฉือนที่ผิวของไหลและขอบเขตจะส่งผลให้ความเร็วของของไหลเป็นศูนย์ ซึ่งเรียกว่า สภาวะไร้การไถล สำหรับการไหลผ่านขอบเขตที่มีรูพรุน ที่ผิวของภาชนะจะเกิดสภาวะการไถลทำให้ความเร็วไม่เป็นศูนย์ และจะเกิดสนามความเร็วที่ไม่ต่อเนื่องในของไหลระหว่างของไหลอิสระกับของไหลตามรูพรุน
ทฤษฎีความต่อเนื่อง
ในของไหลนั้นประกอบไปด้วยโมเลกุลที่เคลื่อนที่ชนกันไปชนกันมาและชนกับโมเลกุลอื่นและของแข็ง แต่ทว่าข้อสมมติความต่อเนื่องพิจารณาของไหลว่ามีความต่อเนื่อง ดังนั้นคุณสมบัติของของไหลเช่น ความหนาแน่น ความดัน อุณหภูมิ และความเร็วจะถูกพิจารณาเป็นจุดที่เล็กมาก ๆ เรียกว่า อีลาเมนท์อ้างอิงตามปริมาตร (Reference Element of Volume, REV) ซึ่งแบ่งตามระยะห่างเชิงเรขาคณิตของโมเลกุลของของไหลที่อยู่ใกล้เคียงกัน คุณสมบัติเหล่านี้ถูกสมมติให้มีลักษณะที่ต่อเนื่องอย่างมากจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งและถูกหาค่าเฉลี่ยใน REV ข้อเท็จจริงที่ว่าของไหลนั้นประกอบไปด้วยลักษณะที่ไม่ต่อเนื่องนั้นถูกละไว้
ทฤษฎีความต่อเนื่องนี้โดยพื้นฐานแล้วคือการประมาณค่า เฉกเช่นเดียวกับการที่ดาวเคราะห์ถูกพิจาณาให้เป็นจุดเล็ก ๆ เมื่อนำมาพิจารณาโดยกลศาสตร์ท้องฟ้า ดังนั้นคำตอบจึงเป็นค่าประมาณ ด้วยเหตุนี้เอง ทฤษฎีความต่อเนื่องมิอาจจะนำไปสู่การหาคำตอบแม่นตรงได้ อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวการณ์ที่ถูกต้อง ทฤษฎีความต่อเนื่องอาจจะนำไปสู่คำตอบที่มีความแม่นยำสูงได้
สำหรับปัญหาที่ทฤษฎีความต่อเนื่องมิอาจจะให้คำตอบที่แม่นตรงได้ สามารถแก้ปัญหาได้ด้วยการใช้ Statistical mechanics เพื่อการพิจารณาว่าจะใช้กลศาสตร์ของไหลดั้งเดิมหรือStatistical mechanics นั้นตัวเลขคุดเซ็นจะถูกใช้เพื่อการประเมิน ตัวเชขคนูดเซ็นนี้อธิบายอัตราของความยาวของMean free path ต่อความยาวทางกายภาพของอนุภาคที่แน่นอน ซึ่งขนาดทางกายภาพในที่นี้อาจจะเป็นความยาวรัสมีของอนุภาคของของไหล หรือถ้าจะกล่าวให้ง่ายขึ้นไปอีก ตัวเลขคุดเซ็นหมายถึงอัตราส่วนของระยะทางโดยเฉลี่ยที่อนุภาคจะเคลื่อนที่ไปจนกระทั่งชนเข้ากับอนุภาคอื่นต่อขนาดรัสมีของตัวมันเอง ปัญหาที่มีค่าตัวเลขคุดเซ็นมากกว่าหรือเท่ากับ 1 นั้นเหมาะแก่การคำนวณด้วย Statistical mechanics เพื่อการได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้
สมการนาเวียร์-สโตกส์
ดูเพิ่ม
อ้างอิง
- (1967), An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, ISBN
- Kundu, Pijush K.; Cohen, Ira M. (2008), Fluid Mechanics (4th revised ed.), Academic Press, ISBN
- Massey, B.; Ward-Smith, J. (2005), Mechanics of Fluids (8th ed.), Taylor & Francis, ISBN
- White, Frank M. (2003), Fluid Mechanics, McGraw-Hill, ISBN
แหล่งข้อมูลอื่น
- Free Fluid Mechanics books
- Annual Review of Fluid Mechanics 2009-01-19 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
- CFDWiki -- the Computational Fluid Dynamics reference wiki.
- Educational Particle Image Velocimetry - resources and demonstrations 2008-03-07 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
- prof. DSc Ivan Antonov 2012-02-20 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน, Technical University of Sofia, Bulgaria.
- Viscometer of Air, Dynamic and Kinematic, Engineers Edge
wikipedia, แบบไทย, วิกิพีเดีย, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด, บทความ, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม, มือถือ, โทรศัพท์, Android, iOS, Apple, โทรศัพท์โมบิล, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, PC, พีซี, web, เว็บ, คอมพิวเตอร์
lingkkhamphasa inbthkhwamni miiwihphuxanaelaphurwmaekikhbthkhwamsuksaephimetimodysadwk enuxngcakwikiphiediyphasaithyyngimmibthkhwamdngklaw krann khwrribsrangepnbthkhwamodyerwthisud klsastrkhxngihl khuxwichathisuksaphvtikrrmkarekhluxnthikhxngkhxngihlaelaaerngthiekidkhun khxngihlhmaythungkhxngehlwaelakas klsastrkhxngihlxacaebngidepnsxngswnkhuxsthitysastrkhxngihlsungsuksakhxngihlinkhnathihyudning aelaphlsastrkhxngihlthisuksakarekhluxnthikhxngkhxngihl sastrninbepnswnhnungkhxngklsastrphawatxenuxngsungsuksaaebbcalxngkhxngwtthuodyimsnickhxmulinradbxatxm klsastrkhxngihlepnhnunginsakhakarwicythiidrbkhwamsnicaelamipraktkarnmakmaythiyngimthukkhnphb hruxthukkhnphbephiyngbangswn klsastrkhxngihlprakxbdwysmkarthangkhnitsastrthisbsxn bangkhrngwithihakhatxbthidithisudkhuxkarprayuktich odyechphaakarprayuktichkhxmphiwetxr withyakarsmyihmekiywkbklsastrkhxngihlkhux phlsastrkhxngihlechingkhnna Computational Fluid Dynamics CFD khuxekhruxngmuxthithukichinkaraekpyhathangklsastrkhxngihlodyechphaa hruxkaraekpyhadwykarich Particle Image Velocimetry maichsrangihehnphaphkarihlkhxngkhxngihlaelasuksaphvtikrrmkhxngmn klsastrkhxngihlepnswnhnungkhxngwichafisiksthiekiywkhxngkbkhunsmbtikhxngkhxngihlaelaaerngthiekidkhunintwkhxngmnklsastrphawatxenuxngsmkarnaewiyr sotks kdkdkarxnurksphlngngankhxngaekhng khwamekhn kdkhxnghuk klsastrkhxngihlkhxngihl sthitysastrkhxngihl phlsastrkhxngihl khwamhnud aerngtungphiwnkwithyasastrixaesk niwtn orebirt hukh daniexl aebrnulliklxngni dukhuyaekprawtisastrswnnirxephimetimkhxmul khunsamarthchwyephimkhxmulswnniidkhwamsmphnthkbklsastrphawatxenuxngklsastrkhxngihlepnsakhayxykhxngklsastrphawatxenuxngtamaesdngintarang klsastrphawatxenuxng suksakayphaphkhxngssarthimikhwamtxenuxng suksakayphaphkhxngssarthimiruprangkhwngtwaennxn xthibaythungwtthuthisamarthkhunruphlngcakidrbkhwamekhnid xthibaythungwtthuthiepliynruphlngcakidrbphlngnganthimakephiyngphx karsuksassarthimilksnakhxngkhxngaekhngaelakhxngihlklsastrkhxngihl suksathungkayphaphkhxngssarthimikhwamtxenuxngaelaepliynrupiptamlksnakhxngphachna odymummxngthangklsastraelw khxngihlimrbkhwamekhntngchakkbphiwwngklm tangential stress dngnnmncungaeprruprangiptamphachnathibrrcutwmnxyuaelasamarthxyuning idodyimmikhwamekhnechuxnsmmtithanechnediywkbaebbcalxngechingkhnitsastrthithukprayuktichkbolkaehngkhwamepncring klsastrkhxngihlthakarsrangsmmtithanphunthanekiywkbssarthikalngthuksuksa smmtithanehlanicathukaeplngihepnsmkarthangkhnitsastrthiyxmrbid thasmmtithanmikhwamepncringxyu twxyangechnkarphicarnakhxngihlxdtwimid incompressible fluid insammiti khxsmmtithiwamwlidrbkarxnurksnnhmaythungwainphiwpidid ktam xtrakarihlekhakhxngmwlcakphaynxkrabb singaewdlxm suphayinrabbcatxngethakbxtrakarihlxxkcakrabbsusingaewdlxm hruxklawxiknywamwlkhxngrabbnnkhngthinnexng sungnithaihsmkarxinthikxlsamarthnamaprayuktichbnphunphiwid ksastrkhxngihlsmmtiwathuk khxngihlnnsxdkhlxngtamkdehlani nxkcakni karsmmtiwakhxngihlepnkhxngihlxdtwimidnnkhxnkhangcamipraoychninhlay krniaelamikhwamsmcring sungkhxngihlxdtwimidehlani khwamhnaaennkhxngmncakhngthiesmx khxngihlsamarththuknamakhanwndwykhxsmmtiwamnepnkhxngihlxdtwimidxyubxykhrng inkhnathikasimsamarthichkhxsmmtiniid inthangediywkn khxngihlxaccathuksmmtiwairkhwamhnud kasmkcathuksmmtiwairkhwamhnudxyubxykhrng thakhxngihlthuksmmtiwamikhwamhnudaelaepnkarihlinphachnabangxyang echn thx dngnnkarihlthiphiwkhxbcamikhwamerwepnsuny sahrbkhxngihlthimikhwamhnudaelakhxbekhtimmiruphrun aerngechuxnthiphiwkhxngihlaelakhxbekhtcasngphlihkhwamerwkhxngkhxngihlepnsuny sungeriykwa sphawairkarithl sahrbkarihlphankhxbekhtthimiruphrun thiphiwkhxngphachnacaekidsphawakarithlthaihkhwamerwimepnsuny aelacaekidsnamkhwamerwthiimtxenuxnginkhxngihlrahwangkhxngihlxisrakbkhxngihltamruphrun thvsdikhwamtxenuxng inkhxngihlnnprakxbipdwyomelkulthiekhluxnthichnknipchnknmaaelachnkbomelkulxunaelakhxngaekhng aetthwakhxsmmtikhwamtxenuxngphicarnakhxngihlwamikhwamtxenuxng dngnnkhunsmbtikhxngkhxngihlechn khwamhnaaenn khwamdn xunhphumi aelakhwamerwcathukphicarnaepncudthielkmak eriykwa xilaemnthxangxingtamprimatr Reference Element of Volume REV sungaebngtamrayahangechingerkhakhnitkhxngomelkulkhxngkhxngihlthixyuiklekhiyngkn khunsmbtiehlanithuksmmtiihmilksnathitxenuxngxyangmakcakcudhnungipxikcudhnungaelathukhakhaechliyin REV khxethccringthiwakhxngihlnnprakxbipdwylksnathiimtxenuxngnnthuklaiw thvsdikhwamtxenuxngniodyphunthanaelwkhuxkarpramankha echkechnediywkbkarthidawekhraahthukphicanaihepncudelk emuxnamaphicarnaodyklsastrthxngfa dngnnkhatxbcungepnkhapraman dwyehtuniexng thvsdikhwamtxenuxngmixaccanaipsukarhakhatxbaemntrngid xyangirktam phayitsphawkarnthithuktxng thvsdikhwamtxenuxngxaccanaipsukhatxbthimikhwamaemnyasungid sahrbpyhathithvsdikhwamtxenuxngmixaccaihkhatxbthiaemntrngid samarthaekpyhaiddwykarich Statistical mechanics ephuxkarphicarnawacaichklsastrkhxngihldngedimhruxStatistical mechanics nntwelkhkhudesncathukichephuxkarpraemin twechkhkhnudesnnixthibayxtrakhxngkhwamyawkhxngMean free path txkhwamyawthangkayphaphkhxngxnuphakhthiaennxn sungkhnadthangkayphaphinthinixaccaepnkhwamyawrsmikhxngxnuphakhkhxngkhxngihl hruxthacaklawihngaykhunipxik twelkhkhudesnhmaythungxtraswnkhxngrayathangodyechliythixnuphakhcaekhluxnthiipcnkrathngchnekhakbxnuphakhxuntxkhnadrsmikhxngtwmnexng pyhathimikhatwelkhkhudesnmakkwahruxethakb 1 nnehmaaaekkarkhanwndwy Statistical mechanics ephuxkaridphllphththiechuxthuxidsmkarnaewiyr sotksduephimsthitysastrkhxngihl phlsastrkhxngihlxangxing 1967 An Introduction to Fluid Dynamics Cambridge University Press ISBN 0521663962 Kundu Pijush K Cohen Ira M 2008 Fluid Mechanics 4th revised ed Academic Press ISBN 978 0 123 73735 9 Massey B Ward Smith J 2005 Mechanics of Fluids 8th ed Taylor amp Francis ISBN 978 0 415 36206 1 White Frank M 2003 Fluid Mechanics McGraw Hill ISBN 0072402172aehlngkhxmulxunwikimiediykhxmmxnsmisuxthiekiywkhxngkb klsastrkhxngihl Free Fluid Mechanics books Annual Review of Fluid Mechanics 2009 01 19 thi ewyaebkaemchchin CFDWiki the Computational Fluid Dynamics reference wiki Educational Particle Image Velocimetry resources and demonstrations 2008 03 07 thi ewyaebkaemchchin prof DSc Ivan Antonov 2012 02 20 thi ewyaebkaemchchin Technical University of Sofia Bulgaria Viscometer of Air Dynamic and Kinematic Engineers Edge