HẠT CHẤT LƯU Trong cơ học chất lưu khái niệm chất điểm vẫn được dùng, dưới tên gọi khác đi là hạt chất lưu. Cũng như chất điểm hay điện tích điểm, hạt chất lưu phải có kích thước rất nhỏ so với các khoảng cách đặc trưng của bài toán đang xét, nhưng không nhỏ đến mức độ nguyên tử, phân tử. Mỗi hạt chất lưu phải chứa một số lớn các nguyên tử, phân tử vật chất, để cho chất lưu vẫn có thể coi như một môi trường liên tục. Chẳng hạn, khi xét dòng nước. | Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http For evaluation only. 1 Động học chất lưu ĐỘNG HỌC CHẤT LƯU Biên soạn Lê Quang Nguyên 1. HẠT CHẤT LƯU Trong cơ học chất lưu khái niệm chất điểm vẫn được dùng dưới tên gọi khác đi là hạt chất lưu. Cũng như chất điểm hay điện tích điểm hạt chất lưu phải có kích thước rất nhỏ so với các khoảng cách đặc trưng của bài toán đang xét nhưng không nhỏ đến mức độ nguyên tử phân tử. Mỗi hạt chất lưu phải chứa một số lớn các nguyên tử phân tử vật chất để cho chất lưu vẫn có thể coi như một môi trường liên tục. Chẳng hạn khi xét dòng nước chảy trong một ống nước thì kích thước của hạt chất lưu phải nhỏ hơn nhiều so với đường kính của ống nước nhưng lại lớn hơn nhiều so với khoảng cách trung bình giữa các phân tử nước. Nếu đường kính ống nước là cỡ 10-1 m và biết rằng khoảng cách trung bình giữa các phân tử nước là 10-10 m người ta có thể chọn hạt chất lưu có kích thước khoảng 10-6 m. Một hạt nước như thế vẫn còn chứa đến 1010 phân tử nước Để mô tả chuyển động của các hạt chất lưu trong một dòng chảy người ta có thể chọn khảo sát quỹ đạo của từng hạt chất lưu một phương pháp Lagrange hay dùng khái niệm trường vận tốc phương pháp Euler . 2. PHƯƠNG PHÁP LAGRANGE Như đã nói ở trên cách mô tả Lagrange đòi hỏi phải biết quỹ đạo của các hạt chất lưu đó cũng chính là cách mô tả quen thuộc trong cơ học dựa vào các vectơ vị trí r t vận tốc v r t t và gia tốc ã r t t của từng hạt. Nói một cách hình tượng thì phương pháp Lagrange tương đương với việc đánh dấu các hạt chất lưu trong một dòng chảy bằng cách nhuộm màu chúng chẳng hạn rồi chụp ảnh dòng chảy với thời gian mở ống kính thật dài để có thể thấy được đường đi của các hạt đánh dấu. Hình cho thấy một ảnh chụp như thế của một dòng chảy quanh một ống trụ. Do số lượng hạt quá lớn nên phương pháp Lagrange gặp nhiều trở ngại trong các tính toán thực tế. Trong các ứng dụng người ta hầu như chỉ dùng cách mô tả dòng chảy bằng trường vận tốc do Euler đề ra. Hình 3.
