Etkileşimli Bir Keşif
Akışkanlar mekaniği, gazların ve sıvıların hareketini ve onlara etki eden kuvvetleri inceleyen temel bir bilim dalıdır. Bu interaktif sayfa, akışkanlar mekaniğinin karmaşık dünyasını görselleştirmeler ve basitleştirilmiş açıklamalarla keşfetmenizi sağlamak için tasarlanmıştır.
Temel Kavramlar
Akışkan davranışını anlamak için bazı temel özellikleri bilmek esastır. Bu bölümde, akışkanların en önemli dört özelliği tanıtılmaktadır. Her bir kartın üzerine tıklayarak o özelliğin tanımını, önemini ve matematiksel ifadesini keşfedebilirsiniz. Bu özellikler, akışkan dinamiğinin daha karmaşık denklemlerinin temelini oluşturur.
Yoğunluk (Density)
💧Basınç (Pressure)
💨Viskozite (Viscosity)
🍯Yüzey Gerilimi
💧Akış Rejimleri: Laminar vs. Türbülanslı
Akışkanların hareketi düzenli katmanlar halinde (laminar) veya kaotik ve düzensiz (türbülanslı) olabilir. Bu iki rejim arasındaki geçiş, Reynolds Sayısı ($Re$) adı verilen boyutsuz bir parametre ile belirlenir. Aşağıdaki interaktif animasyonda, kaydırıcıyı hareket ettirerek Reynolds Sayısı’nı değiştirin ve akışın laminar rejimden türbülanslı rejime nasıl geçtiğini gözlemleyin. Düşük $Re$ değerleri düzenli akışı, yüksek $Re$ değerleri ise kaotik akışı temsil eder.
Temel Denklemler
Akışkanlar mekaniği, doğanın temel korunum yasalarına dayanan matematiksel denklemlerle ifade edilir. Bu bölüm, en önemli üç denklemi interaktif bir şekilde sunmaktadır. Her bir sekme, farklı bir temel prensibi (kütlenin korunumu, momentumun korunumu ve enerjinin korunumu) temsil eder. Sekmelere tıklayarak denklemleri, terimlerinin açıklamalarını ve pratik anlamlarını inceleyebilirsiniz.
Kütlenin Korunumu: Süreklilik Denklemi
Bu denklem, bir sisteme giren kütle akış hızının, çıkan kütle akış hızına ve sistem içindeki kütle değişim hızına eşit olması gerektiğini ifade eder. Sıkıştırılamaz akışkanlar için (yoğunluk sabit), bir boru içindeki akış hızı, borunun kesit alanı daraldıkça artar.
Akışkanların Karşılaştırılması
Farklı akışkanlar, viskoziteleri ve yoğunlukları nedeniyle çok farklı davranışlar sergiler. Bu interaktif grafik, bazı yaygın akışkanları kinematik viskoziteleri ve tipik bir senaryodaki Reynolds Sayılarına göre karşılaştırmaktadır. Baloncukların üzerine gelerek her bir akışkan hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz. Bu görselleştirme, bal gibi yüksek viskoziteli bir akışkanın neden genellikle laminar akış sergilediğini, hava gibi düşük viskoziteli bir akışkanın ise kolayca türbülanslı hale gelebildiğini anlamanıza yardımcı olur.
Uygulama Alanları
Akışkanlar mekaniği sadece teorik bir alan değildir; hayatımızın her alanında karşımıza çıkar. Hava tahminlerinden uçak tasarımına, kan dolaşımından binaların rüzgara karşı dayanıklılığına kadar geniş bir yelpazede kritik bir rol oynar. Aşağıdaki kartlara tıklayarak akışkanlar mekaniğinin bazı önemli uygulama alanlarını ve bu alanlardaki etkisini keşfedin.
