ГИДРОДИНАМИКА
(от
гидро... и динамика), раздел гидромеханики, в к-ром изучаются движение
несжимаемых жидкостей и взаимодействие их с твёрдыми телами. Методами Г.
можно исследовать также движение газов, если скорость этого движения значительно
меньше скорости звука в рассматриваемом газе. При скорости движения газа,
близкой к скорости звука или превышающей её, начинает играть заметную роль
сжимаемость газа и методы Г. уже неприменимы. Такое движение газа исследуется
в газовой динамике.
При решении той или иной
задачи в Г. применяют осн. законы и методы механики и, учитывая общие свойства
жидкостей, получают решение, позволяющее определить скорость, давление
и ка-сат. напряжения в любой точке занятого жидкостью пространства. Это
даёт возможность рассчитать, в частности, и силы взаимодействия между жидкостью
и твёрдым телом. Гл. свойствами жидкости, с точки зрения Г., являются её
лёгкая подвижность, или текучесть, выражающаяся в малом сопротивлении жидкости
деформациям сдвига, и сплошность (в Г. жидкость считается непрерывной однородной
средой); кроме того, в Г. принимается, что жидкости не сопротивляются растяжению.
Основные ур-ния Г. получаются
путём применения общих законов физики к элементарной массе, выделенной
в жидкости, с последующим переходом к пределу при стремлении к нулю объёма,
занимаемого этой массой. Одно из ур-ний, называемое неразрывности уравнением,
получается путём применения к элементу, выделенному в жидкости, закона
сохранения массы; другое ур-ние (или в проекциях на оси координат - три
ур-ния) получается в результате применения к элементу жидкости закона о
количестве движения, согласно к-рому изменение количества движения элемента
должно совпадать по величине и направлению с импульсом силы, приложенной
к нему. Решение общих ур-ний Г. исключительно сложно и может быть доведено
до конца не всегда, а только в небольшом числе частных случаев. Поэтому
приходится упрощать задачи путём отбрасывания в ур-ниях членов, к-рые в
данных условиях имеют менее существ, значение для определения характера
течения. Напр., в ряде случаев можно с достаточной для практики точностью
описать реально наблюдаемое течение, пренебрегая вязкостью жидкости; т.
о., приходят к теории идеальной жидкости, к-рую можно применять для решения
многих гидродина-мич. задач. В случае движения жидкостей с весьма большой
вязкостью (густые масла и т. п.) величина скорости течения изменяется незначительно
и можно пренебречь ускорением. Это приводит к др. приближённому решению
задач Г.
В Г. идеальной жидкости особенно
важное значение имеет Бернулли уравнение, согласно к-рому вдоль струйки
жидкости имеет место следующее соотношение между давлением р, скоростью
v течения жидкости (с плотностью р) и высотой z над плоскостью отсчёта
( g - ускорение свободного падения). Это ур-ние является основным в гидравлике.
Анализ ур-ний движения вязкой
жидкости показал, что для геометрически и механически подобных течений
(см. Подобия теория) величина
должна быть постоянной (l - характерный для задачи линейный размер, напр,
радиус обтекаемого тела или сечения трубы и т. п., 
- соответственно плотность, скорость, коэфф. вязкости жидкости). Эта величина
наз. Рейнольд-са числом и определяет режим движения вязкой жидкости: при
малых значениях Re(для трубопроводов при
где d - диаметр трубопровода, 
)
имеет место слоистое, или ламинарное течение, при больших значениях Re
струйки размываются и в жидкости происходит хаотич. перемешивание отд.
масс; это т. н. турбулентное течение.
Решение основных ур-ний Г.
вязкой жидкости оказалось возможным найти только для крайних случаев -
для Re очень малых, что соответствует (при обычных размерах) большой вязкости,
и для Re очень больших, что соответствует течениям жидкостей с малой вязкостью.
В ряде технич. вопросов особо важны задачи о течениях жидкостей с малой
вязкостью (вода, воздух). В этом случае ур-ния Г. можно значительно упростить,
выделив слой жидкости, непосредственно прилегающий к поверхности обтекаемого
тела, в к-ром вязкостью пренебречь нельзя; этот слой наз. пограничным слоем.
За пределами пограничного слоя жидкость может рассматриваться как идеальная.
Для характеристики движений жидкости, в к-рых осн. роль играет сила тяжести
(напр., волны, образующиеся на поверхности воды при ветре, прохождении
корабля и т. д.), в Г. вводится др. безразмерная величина
, называемая числом Фруда.
Практич. применения Г. чрезвычайно
разнообразны. Г. пользуются при проектировании кораблей и самолётов, расчёте
трубопроводов, насосов, гидротурбин и водосливных плотин, при исследовании
мор. течений и речных наносов, изучении фильтрации грунтовых вод и нефти
в подземных месторождениях и т. п. Об истории Г. см. в ст. Гидроаэромеханика.
Лит.: Прандтль Л., Гидроаэромеханика,
пер. с нем., M, 1949.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я