1. ВВЕДЕНИЕ В ГИДРОМЕХАНИКУ
1.1. Предмет и методы технической механики жидкости
Гидрогазодинамика. Учеб. пособие 9
ния соответствующих практических задач. Объектом изучения в данном слу-
чае служат явления, которые имеют место в результате взаимодействия жид-
кости с инженерной конструкцией и происходят под действием внешних сил
в конкретных условиях.
Без знания основ механики жидкости немыслимы создание высокоэф-
фективных экономичных гидромашин и их правильная эксплуатация.
В современном производстве во многих технол
огических процессах участ-
вуют жи
дкости различного рода, и нередко физические процессы, проте-
кающие в них, определяют основу всей технологии (например, кавитацион-
ная обработка цементного молочка улучшает характеристики цемента). Для
решения конкретных задач в технической механике жидкости используются
основные методы научных исследований.
В зависимости от степени сложности поставленной задачи и требуемой
точности решения в технической механике жидкости используются точные и
приближенные методы аналитического решени
я
дифференциальных и инте-
гральных уравнений; общие теоремы механики и термодинамики; теоремы о
сохранении количества и моментов количеств движения, закон сохранения
энергии и др. Строгая постановка задачи приводит к сложным системам
дифференциальных уравнений, решение которых с высокой точностью за-
частую возм
ожно лишь при
использовании численных методов и вычисли-
тельных машин.
Широко применяется метод аналогий, в котором одинаковые аналити-
ческие выражения используют для описания явлений различной физической
природы. Например, электрогидродинамическая аналогия (ЭГДА) заменяет
вычисление полей скоростей в жидкости замером разностей электрических
потенциалов в электролитической ванне или на модели, изготовленной из
фольги.
Для хаотических, зак
люч
ающих в себе характерные черты случайно-
сти, турбулентных движений, которые невозможно непосредственно описать
уравнениями механики жидкости и газа, разработаны статистические методы.
Распространенные в механике жидкости и газа экспериментальные ис-
следования обычно являются основой для разработки приближенных мето-
дов теоретического решения, служат для проверки результатов, предсказы-
ваемых теорией, выявляют физич
е
скую сущность явления и позволяют быст-
ро отвечать на конкретные вопросы практики.
При этом теория учит правильной постановке эксперимента, анали-
зирует и классифицирует полученные результаты и, обобщая их, устанав-
ливает общие закономерности. В тесном взаимодействии теории и экспе-
римента заключается мощь методологии механики жидкости и газа, спо-
собствующая ее быстрому развитию в непр
ер
ывной связи с практическими
запросами техники.