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तरल यांत्रिकी

1750
  • Archimedes
  • Daniel Bernoulli
  • Leonhard Euler
  • Claude-Louis Navier
  • George Gabriel Stokes
Fluid mechanics laboratory experiment demonstrating buoyancy and fluid dynamics principles.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

तरल पदार्थ यांत्रिकी यह अनुप्रयुक्त यांत्रिकी की वह शाखा है जो तरल पदार्थों और गैसों की स्थैतिकी (स्थिर अवस्था में तरल पदार्थ) और गतिकी (गतिमान तरल पदार्थ) से संबंधित है। यह द्रव्यमान, संवेग और ऊर्जा के मूलभूत सिद्धांतों को लागू करती है। उर्जा संरक्षण तरल पदार्थों के व्यवहार का विश्लेषण और पूर्वानुमान लगाने के लिए इसका उपयोग किया जाता है। इसके अनुप्रयोग व्यापक हैं, जिनमें वायुगतिकी और जल विज्ञान से लेकर मौसम विज्ञान और समुद्र विज्ञान तक शामिल हैं।

किसी श्यान द्रव के लिए गति के शासी समीकरण नेवियर-स्टोक्स समीकरण हैं। ये अरैखिक आंशिक अवकल समीकरणों का एक समूह है जो द्रव गति पर न्यूटन के द्वितीय नियम को लागू करने और इस धारणा के संयोजन से उत्पन्न होते हैं कि द्रव प्रतिबल एक विसरित श्यान पद और एक दाब पद का योग है। संपीड्य न्यूटोनियन द्रव के लिए, सदिश समीकरण इस प्रकार है: [latex]rho(frac{partial mathbf{v}}{partial t} + mathbf{v} cdot nabla mathbf{v}) = -nabla p + nabla cdot mathbf{T} + mathbf{f}[/latex], जहाँ [latex]rho[/latex] घनत्व है, [latex]mathbf{v}[/latex] वेग है, [latex]p[/latex] दाब है, [latex]mathbf{T}[/latex] प्रतिबल टेंसर है, और [latex]mathbf{f}[/latex] पिंड बलों को दर्शाता है। इन समीकरणों को हल करना इस क्षेत्र की एक प्रमुख चुनौती है।

द्रव व्यवहार को अक्सर आयामहीन संख्याओं द्वारा दर्शाया जाता है। सबसे प्रसिद्ध उदाहरण है... रेनॉल्ड्स संख्या (Re), जो जड़त्वीय बलों और श्यान बलों के अनुपात का वर्णन करता है और इसका उपयोग सुचारू, व्यवस्थित स्तरित प्रवाह से अराजक अशांत प्रवाह में संक्रमण की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है। अन्य महत्वपूर्ण संख्याओं में शामिल हैं: मच संख्या संपीड्य प्रवाहों के लिए फ्रॉड संख्या और मुक्त सतह वाले प्रवाहों के लिए फ्रॉड संख्या। शासी समीकरणों की जटिलता के कारण, विशेष रूप से अशांत प्रवाहों के लिए, कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी (सीएफडी) एक आवश्यक उपकरण बन गया है, जो द्रव प्रवाह से संबंधित समस्याओं को हल करने और उनका विश्लेषण करने के लिए संख्यात्मक विधियों का उपयोग करता है।

UNESCO Nomenclature: 2210
– मैकेनिक्स

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • सतत यांत्रिकी धारणा
  • न्यूटन के गति के नियम
  • Principles of thermodynamics
  • कैलकुलस का विकास
  • आर्किमिडीज का उत्प्लावन सिद्धांत

आवेदन

  • वायुगतिकी (विमान के पंखों, कारों और पवन टर्बाइनों का डिजाइन)
  • जल विज्ञान (बांधों, पाइपलाइनों और पंपों का डिजाइन)
  • मौसम विज्ञान (मौसम पूर्वानुमान और जलवायु मॉडलिंग)
  • बायोमेडिकल इंजीनियरिंग (धमनियों में रक्त प्रवाह का विश्लेषण)
  • पर्यावरण अभियांत्रिकी (वायु और जल में प्रदूषकों के फैलाव का मॉडलिंग)

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • microfluidic ‘lab-on-a-chip’ devices for rapid medical diagnostics
  • अनुकूलित संघनन भौतिकी पर आधारित वायुमंडलीय नमी संचयन प्रणालियाँ
  • silent ड्रोन propellers with designs bio-inspired by owl wings to reduce turbulence
  • बिना किसी गतिमान पुर्जे के विमान के पंखों पर वायु प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए प्लाज्मा-आधारित एक्चुएटर
  • शहरी वातावरण के लिए कुशल ऊर्ध्वाधर अक्षीय पवन टर्बाइन
  • उन्नत अग्नि शमन प्रणालियाँ जो अनुकूलित बूंद आकार वाली धुंध का उपयोग करती हैं
  • जहाजों के लिए हाइड्रोडायनामिक कोटिंग्स जो शार्क की त्वचा की नकल करके घर्षण को कम करती हैं
  • क्लोज्ड-लूप irrigation systems that model water flow in soil to minimize waste
संबंधित विषय: द्रव यांत्रिकी, द्रव गतिकी, नेवियर-स्टोक्स समीकरण श्यानताअशांत प्रवाह, स्तरित प्रवाह, वायुगतिकी, सीएफडी।

ऐतिहासिक संदर्भ

तरल यांत्रिकी

1687
1687
1738
1750
1757
1788
1800
1678
1687
1687
1738
1750
1785
1788
1800

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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