Հիդրոդինամիկա

Հիդրոդինամիկա (< հիդորո... և դինամիկա), հիդրոմեխանիկայի բաժին, որն ուսումնասիրում է անսեղմելի հեղուկների շարժումը և այդ հեղուկների փոխազդեցությունը պինդ մարմինների հետ։ Հիդրոդինամիկայի մեթոդներով կարելի է հետազոտել նաև գազերի շարժումը, եթե այդ շարժման արագությունը զգալի չափով փոքր է դիտարկվող գազում ձայնի արագությունից։ Եթե գազի շարժման արագությունը մոտ է ձայնի արագությանը կամ գերազանցում է այն, հիդրոդինամիկայի մեթոդները կիրառելի չեն։ Գազի այդպիսի շարժումը հետազոտում է գազային դինամիկան։ Հիդրոդինամիկայի տեսակետից հեղուկի կարևոր հատկություններն են շարժունությունը կամ հոսունությունը, որն արտահայտվում է սահքի դեֆորմացիայի նկատմամբ հեղուկի փոքր դիմադրությամբ, և անընդհատությունը։ Հիդրոդինամիկայում դիտարկվում է կամ հեղուկի առանձին մասնիկների շարժումը ժամանակի ընթացքում (Լագրանժի եղանակ), կամ արագությունների դաշտը շարժվող հեղուկով լցված տարածության մեջ (Էյլերի եղանակ)։ Հիդրոդինամիկայի հիմնական խնդիրը տրված արտաքին ուժերի, սկզբնական և եզրային պայմանների առկայությամբ մասնիկների շարժման օրենքը և ներքին ուժերը որոշելն է։ Այս խնդրի լուծումն ստացվում է հետևյալ դիֆերենցիալ հավասարումների ինտեգրումով.

$\rho {\frac {d{\vec {v}}}{dt}}=\rho {\vec {F}}+{\frac {\partial {\vec {P}}_{x}}{\partial x}}+{\frac {\partial {\vec {P}}_{y}}{\partial y}}+{\frac {\partial {\vec {P}}_{z}}{\partial z}}$,

${\frac {{d}{\rho }}{{d}{t}}}+{\rho }di{\overrightarrow {vv}}=0$,

${\rho }{\frac {d}{{d}{t}}}(U+{\frac {v^{2}}{2}})=\rho {\vec {F}}{\vec {v}}+div({\vec {P}}{\vec {v}})-I\rho q$,

որտեղ $\rho$-ն միջավայրի խտությունն է, $v$-ն՝ մասնիկի արագության վեկտորը, $F$-ը՝ միավոր զանգվածի վրա ազդող արտաքին զանգվածային ուժը, ${\vec {P}}_{x},{\vec {P}}_{y},{\vec {P}}_{z}$-ը՝ $ox,oy,oz$ առանցքներին ուղղահայաց հարթակների վրա ազդող լարվածության վեկտորները, $U$-ն՝ միավոր զանգվածի ներքին էներգիան, $q$-ն՝ ջերմության տեսակարար հոսքը, $I$-ն՝ ջերմության մեխանիկական համարժեքը։ Առաջին հավասարումը հեղուկի շարժման դիֆերենցիալ հավասարումն է, երկրորդը՝ անխզելիության հավասարումը, երրորդը՝ էներգիայի հոսքի հավասարումը։ Հիդրոդինամիկայի ընդհանուր հավասարումների լուծումը չափազանց բարդ է, այդ պատճառով խնդիրները պարզեցնում են, անտեսելով հավասարումների այն անդամները, որոնց մեջ մտնող պարամետրերի դերը աննշան է տվյալ պայմաններում։ Իդեալական հեղուկի հիդրոդինամիկայում առավել կարևոր նշանակություն ունի Բեռնուլիի հավասարումը։

Մածուցիկ հեղուկի հիդրոդինամիկայի հիմնական հավասարումների լուծումը հնարավոր է միայն սահմանային դեպքերում (մեծ և փոքր մածուցիկության հեղուկների համար)։ Փոքր մածուցիկության հեղուկների հոսքի խնդիրները կարևոր են տեխնիկական մի շարք հարցերի լուծման համար։ Այդ դեպքում հիդրոդինամիկայի հավասարումները կարելի է պարզեցնել, առանձնացնելով շրջահոսվող մարմնին հարող հեղուկի շերտ, որի մածուցիկությունն անտեսել չի կարելի։ Այդ շերտը կոչվում է սահմանային շերտ, և դրանից դուրս հեղուկը կարող է դիտվել որպես իդեալական։ Հիդրոդինամիկայի իմացությունը կարևոր է նավերի և ինքնաթիռների նախագծման, խողովակաշարերի, պոմպերի և հիդրոտուրբինների հաշվարկի, ծովային հոսանքների ուսումնասիրության, ինչպես նաև գրունտային ջրերի և ստորգետնյա հանքավայրերում նավթի զտման համար և այլն։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 6, էջ 392)։