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.

Skalák, Z. (2021). An optimal regularity criterion for the Navier–Stokes equations proved by a blow-up argumentNonlinear Analysis: Real World Applications58(April), 103207.

Messa, G. V., Matoušek, V. (2020). Analysis and discussion of two fluid modelling of pipe flow of fully suspended slurryPowder Technology360(January), 747-768.

Šulc, R., Ditl, P., Jašíková, D., Kotek, M., Kopecký, V., Kysela, B. (2020). The minimum recording time for PIV measurements in a vessel agitated by a high-shear tooth impellerFluid Dynamics55(2), 231-240.

Matoušek, V., Kesely, M., Chára, Z. (2019). Effect of pipe inclination on internal structure of settling slurry flow at and close to deposition limit. Powder Technology 343, 533–541.

Šulc, R., Ditl, P., Jašíková, D., Kotek, M., Kopecký, V., Kysela, B. (2019). The effect of Particle Image Velocimetry setting parameters on local velocity measurements in an agitated vessel. Chemical Engineering & Technology 42(4), 827–834.

Matoušek, V., Krupička, J., Kesely, M. (2018). A layered model for inclined pipe flow of settling slurry. Powder Technology 333, 317–326.

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 35, 379–396. 

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 108, 42–48. 

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.

  • Ing. Karel Mařík
  • Ing. Jakub Novotný
  • Bc. Václav Šmíd
  • Bc. Miroslav Vrána