Mechanika tekutin


Mechanika tekutin je částí fyziky zabývající se rovnováhou a pohybem tekutin a tekutých soustav za účinku vnějších i vnitřních sil. Základním rozdílem mezi tuhým tělesem a tekutinou je pohyblivost molekul. Tuhé těleso se pohybuje jako množina hmotných bodů daného tvaru, tekutina nemá vlastní tvar a na rozdíl od tuhých těles se působením sil nevratně deformuje, její částice se uvedou do pohybu a tečou v proudu omezeném pevnými stěnami nebo rozhraním (hladinou). Úkolem mechaniky tekutin je vysvětlovat jevy a procesy vznikající v tekutinách a tekutých soustavách pomocí fyzikálních zákonů a předpovídat chování tekutin a tekutých soustav v určitých podmínkách, tj. stanovit rozložení tlaku, hustoty, rychlosti, teploty, koncentrace, apod. a případné změny těchto veličin s časem v různých místech uvnitř tekuté soustavy.

Výzkum proudění dvou- a více-fázových soustav, včetně pohybu tuhých částic v tekutině, je teoretickým základem mnoha inženýrských disciplín. Studium mechaniky tekutin a tekutých soustav v Ústavu pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i, je zaměřeno na teoretický a experimentální výzkum proudění suspenzí, pohybu částic a sedimentů v potrubí, v otevřených profilech a nádržích, procesy míchání tekutých soustav, dále na matematické modelování a numerickou simulaci, kalibraci a verifikaci modelů proudění na základě výsledků experimentálního výzkumu, experimentální metody a analýzu turbulentního proudění.

S rozvojem nových technik a technologií rostou i možnosti experimentálního výzkumu o řadu neinvazivních metod a metod umožňujících poznání struktury proudu a lokálních hodnot, zejména vektoru rychlosti a hustoty prostředí. Experimentální metody, obdobně jako numerické metody, se vyvinuly v samostatnou oblast poznání a je nutno jim věnovat odpovídající pozornost.

Guo, Z.; Caggio, M.; Skalák, Z., 2017. Regularity criteria for the Navier–Stokes equations based on one component of velocity. Nonlinear Analysis: Real World Applications. Vol. 35, June, pp. 379-396. ISSN 1468-1218.

Chára, Z.; Kysela, B.; Konfršt, J.; Fořt, I., 2016. Study of fluid flow in baffled vessels stirred by a Rushton standard impeller. Applied Mathematics and Computation, 272(3), 614-628.

Skalák, Z., 2016. A regularity criterion for the Navier-Stokes equations based on the gradient of one velocity component. Journal of Mathematical Analysis and Applications, 437(1), 474-484.

Vlček, P.; Kysela, B.; Jirout, T.; Fořt, I., 2016 Large eddy simulation of a pitched blade impellermixed vessel - Comparison with LDA measurements. Chemical Engineering Research and Design, Vol. 108, April, pp. 42-48. ISSN 0263-8762.

Kolář V., Šístek J., 2015. Corotational and compressibility aspects leading to a modification of the vortex-identification Q-criterion, AIAA Journal 53, 2406-2410.

Ben-Nun, R.; Sheintuch, M.; Kysela, B.; Konfršt, J.; Fořt, I., 2015. Semi-analytical characterization of turbulence from radial impellers, with experimental and numerical validation. AIChE Journal, 61(4), 1413-1426.

Kharlamova I.S., Vlasák P., 2015. Dependence of saltation characteristics on bed organisation in numerical simulation, Geosciences Journal, Vol. 19, No. 1, pp.177-18.

Vlasák, P., Kysela, B., Chára, Z., 2014. Fully stratified particle-laden flow in horizontal circular pipe, Particulate Science and Technology, 32(2), 179-185.

Matoušek, V.; Krupička, J., 2014. One-dimensional modeling of concentration distribution in pipe flow of combined-load slurry. Powder Technology, 260, 42-51.

Matoušek, V.; Krupička, J.; Pěník, V., 2014. Distribution of medium-to-coarse glass beads in slurry pipe flow: evaluation of measured concentration profiles. Particulate Science and Technology, 32 (2), 186-196.

  • Ing. Roman Formánek
  • Ing. Michael Mildner