12:27 م المكتبة الزراعية الشاملة

كتاب : هيدروليكا و ميكانيكا الموائع 

عدد صفحات الكتاب : 156 صفحة

دورة المفاهيم الأساسية للهيدروليكا وميكانيكا الموائع مع جميع الأساسيات بما في ذلك خصائص السائل وقانون باسكال وحركية السوائل ومعادلة الاستمرارية ومعادلة برنولي والتدفقات اللزجة. يوجد أدناه مخطط كامل للموضوع كما يتم تدريسه في دورة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. من الضروري لجميع المهندسين الميكانيكيين مراجعة أساسيات الهيدروليكا وميكانيكا السوائل وغيرها من الدورات التدريبية للبقاء على اطلاع دائم بالمعرفة بالموضوعات ولتحقيق أداء أفضل أثناء المقابلات. لقد تم تعلم أن العديد من المحاورين يحبون طرح أسئلة أساسية من ميكانيكا الموائع أثناء المقابلة. بمجرد الانتهاء من جميع الموضوعات القصيرة الواردة أدناه ، ستكون في وضع يسمح لك بالإجابة على جميع أسئلة المقابلة المتعلقة بالهيدروليكا / ميكانيكا السوائل.

إن الاعتراف بأن حركة السوائل جميلة من الناحية الجمالية ومفيدة عمليًا له تاريخ طويل في العديد من الثقافات. إن الوصف الكمي للحركة السائلة ، على الرغم من كونه أكثر حداثة ، له جذوره الغربية في عصر النهضة ، وبالتالي فهو قديم جدًا في حد ذاته. بلغة العلم الحديث يمكننا القول أن ميكانيكا الموائع هي فرع من فروع الفيزياء الكلاسيكية ، وبالتالي فهي تعود إلى نيوتن (الذي قام بتدوين القوانين الأساسية) ولايبنيز (الذي شاع حساب التفاضل والتفاضل). على الرغم من هذا التصنيف ، إلا أنه من المفارقات في التقسيم الحديث للعلوم أن العديد من طلاب الفيزياء لا يرون أبدًا مقررًا مناسبًا في ميكانيكا الموائع. في كثير من الأحيان يواجه طلاب الهندسة ميكانيكا الموائع في وظائفهم الجامعية ، بينما يرى بعض الطلاب في العلوم الطبيعية ميكانيكا الموائع في حياتهم المهنية بعد التخرج (مثل طلاب علوم الغلاف الجوي وعلماء المحيطات).

المتغير الأساسي لميكانيكا الموائع هو سرعة المائع ، وهو ناقل يعتمد على الموقع والوقت  . التصور الرياضي الأساسي لميكانيكا الموائع هو ما يسمى بفرضية الاستمرارية التي تقول أننا قد نتجاهل الطبيعة الذرية للمادة عند وصف السوائل ، واستخدام قواعد التفاضل والتكامل العادي. تعتبر فرضية Continuum مثالاً لما أشار إليه الفيزيائي النظري يوجين فيجنر Eugene Wigner "بالفعالية غير المعقولة للرياضيات في العلوم الطبيعية". يمكن تطبيق فرضية الاستمرارية على قطيرة تتجمع على برعم وردة بعد المطر ، وعلى حركات مجرة حلزونية ، وهي مجموعة من المقاييس الطويلة    وهو ما يحير العقل حقًا. جاء عالم الرياضيات ليونارد أويلر بنسخة مفيدة من فرضية الاستمرارية لوصف السوائل.

 لقد عرّف الجسيم السائل بأنه حجم صغير من السائل ، وهو كبير بما يكفي ليكون له خصائص عيانية (مثل درجة الحرارة) ، ولكنه صغير بما يكفي بحيث يمكن معالجته رياضياً على أنه مفردة. هذا يسمح لنا بكتابة بيان رياضي لحركة الجسيم السائل ،  سيحدد المسار الذي يسلكه الجسيم السائل. تسمى حلول هذه المجموعة من المعادلات التفاضلية العادية خطوط المسار. في ظاهر الأمر ، هذا عبارة عن بيان رياضي بسيط كما يمكن للمرء أن يأمل. ومع ذلك ، فهي ليست مفيدة للغاية فيما يتعلق بالحصول على حلول كـ "صيغة" ، أو فيما يسميه علماء الرياضيات "الشكل المغلق". هذا لأننا لا نعرف . قد يقول علماء الرياضيات أن هذه المعادلة غير خطية بشكل كبير ، وستكون إما قريبة من حلها (على سبيل المثال باستخدام الطرق العددية) أو محاولة إثبات الخصائص العامة دون إيجاد حلول فعلية.

إذا فكرنا في الطريقة التي نتبعها في قياس خصائص تدفق السوائل في المختبر ، فقد يبدو جسيم السائل بمثابة تعقيد غير ضروري. من الناحية العملية ، من المحتمل أن نركب جهاز استشعار في موقع معين ، ونقوم بالقياس هناك. القياسات المأخوذة في مواقع ثابتة تسمى قياسات أويلريان بعد ليونارد أويلر. في المقابل ، تسمى القياسات المأخوذة بعد جزيء سائل قياس لاغرانج ، على اسم جوزيف لويس لاجرانج.

. بالنسبة للمنظر الذي يبحث عن وصف حركات المياه في البحيرة ، فإن وجهة نظر لاغرانج غير عملية. وذلك لأن جميع الأدوات اللازمة لاشتقاق معادلات حركة السوائل مصممة لوجهة نظر أويلريان (تسمى أحيانًا "إطار المختبر"). ومع ذلك ، فإن أي وصف رياضي لتدفق السوائل يجب أن يراعي بطريقة ما حقيقة أن السوائل تتدفق ، ويمكننا أن نرى كيف يؤثر ذلك على الوصف الرياضي الأساسي لمعدل التغيير في الوقت...

-------------------

تنزيل الكتاب

-------------------------

 

مشاركة