ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предмет и методы механики сплошной среды из "Механика сплошной среды Т.1 " В теоретическо механике изучаются движения материальной точки, дискретных систем материальных точек и абсолютно твердого тела. В механике сплошной среды с помош ью и на основе методов и данных, развитых в теоретической механике, рассматриваются движения таких материальных тел, которые заполняют пространство непрерывно, сплошным образом, и расстояния между точками которых во время движения меняются. [c.9] Помимо обычных материальных тел, подобных воде, воздуху или железу, в механике сплошной среды рассматриваются также особые среды — поля электромагнитное поле, поле излучений, гравитационное поле (поле тяготения) и др. [c.9] Можно указать много разнообразных движений жидкостей, газов и твердых деформируемых тел, с которыми мы встречаемся при рассмотрении явлений природы и при решении многочисленных технических задач. [c.9] Многими движениями деформируемых тел мы можем управлять в необходимой степени, опираясь на повседневный элементарный личный опыт. Обыденные жизненные наблюдения создают у нас чувство реальности и здравого смысла , которое часто позволяет верно предсказывать и создавать нужные нам механические эффекты. [c.9] Однако в сложных случаях требуется особое накапливание и концентрация схематизированного опыта, требуются специальные методы теоретических и экспериментальных исследований. Проведение подобных исследований привело к созданию и развитию механики сплошной среды как науки. [c.9] Отметим сразу, что существует весьма много вопросов и задач, на которые мы еще не можем дать требуемого удовлетворительного ответа с помощью известных нам экспериментальных и теоретических методов. Решение новых сложных проблем, имеющих научное и практическое значение, и задач,- исследование которых подготовлено предшествующим развитием науки, составляет в настоящее время предмет научно-исследовательской работы. [c.10] Примерами новых актуальных проблем являются снижение сопротивления тел при движении в воде с большими, порядка 100 ж/сев, скоростями создание и удержание плазмы с температурой в миллионы градусов выяснение особенностей поведения материалов при больших нагрузках и больших температурах (с учетом явлений пластичности, ползучести и т. п.) определение сил, действующих на сооружения при взрывах создание гиперзвукового самолета для дальних пассажирских полетов объяснение общей циркуляции воздуха в атмосфере прогноз погоды изучение механических процессов в растениях и живых организмах проблемы эволюции звезд, явлений, происходящих на Солнце, и др. [c.10] Прогресс науки и техники в указанных направлениях тесно связан и определяется исследовательско работой, тем не менее в настоящее время, наряду с точными научными данными, в технике большую роль играет также развитый здравый смысл , талант, интуиция и механическое чутье конструктора и инженера, которые можно развить в результате большого опыта. Не следует думать, что все строящиеся машины, самолеты, корабли и т. п. могут быть рассчитаны и заранее проанализированы во всех деталях. В настоящее время многое из творений техники делается так же, как викинги более тысячи лет тому назад строили корабли. Тогда не существовало механики как науки даже в зачаточном состоянии, между тем викинги строили корабли, обладавшие хорошими мореходньши качествами. [c.10] Проблема воздействия жидкости и газа на движущиеся в них тела. Силы, действующие со стороны жидкости на тело, определяются движением жидкости, поэтому изучение движения тел в жидкости непосредственно связано с изучением движения жидкости. [c.11] Особым стимулом развития этой проблемы послужили технические задачи о движении самолетов, вертолетов, дирижаблей, снарядов, ракет, кораблей, подводных лодок задачи о создании различных двигательных приспособлений — таких, как водяные и воздушные винты, и т. д. и т. п. [c.11] Движение жидкости и газа по трубам и вообще внутри различных машин. В этих вопросах основное значение имеют законы взаимодействия жидкости с границами потока и, в частности, величина сопротивления подвижных и неподвижных твердых стенок явления неравномерности в распределении скоростей и т. п. Эти задачи имеют непосредственное значение для проектирования газопроводов, нефтепроводов, насосов, турбин и других гидравлических машин. [c.11] Фильтрация — движение жидкости сквозь почву и другие пористые среды. Например, в почве постоянно наблюдается движение воды, которое необходимо учитывать при постройке фундаментов различных сооружений (плотин, опор мостов, гидростанций), при создании подземных туннелей и т. д. и т. п. Большое значение фильтрация имеет в нефтяном деле. [c.11] Гидростатика — равновесие жидкостей и тел, плавающих внутри и на поверхности жидкости фигуры равновесия вращающихся масс жидкости под действием сил ньютонианского тяготения. [c.11] Волновые движения. Распространение волн в твердых телах волны на поверхности моря волны, вызываемые движением корабля распространение волн в каналах и реках приливы сехюмические процессы звуковые колебания общая проблема шума в различных средах и т. п. Окружающая пас среда (жидкости, газы, твердые тела и различные поля) постоянно находится в состоянии вибраций и различных распространяющихся во времени и по объемам возмущенных движений. Непосредственно ясно, что эти явления играют очень важную роль в нашей жизни и существенны при решении многочисленных технических вопросов. [c.11] Неустановившиеся движения газов с химическими превращениями при взрывах, детонации и горении, например в потоке воздуха, в цилиндрах поршневых машин или камерах реактивных двигателей и т. д. [c.12] Защита твердых тел от сгорания и сильного оплавления при входе с большими скоростями в плотные слои атмосферы. [c.12] Теория турбулентных движений газов и жидкостей, представляющих собой в действительности очень сложные нерегулярные, случайного характера движения, пульсирующие около некоторых средних регулярных процессов, которые в рассматриваемых и ставящихся задачах существенны с практической точки зрения. Подавляющее число движений газов и жидкостей в звездах и космических облаках, в атмосфере Земли, в реках, каналах, в трубопроводах и других разнообразных технических сооружениях и машинах имеет турбулентный характер. Отсюда ясна огромная важность теории и экспериментов, посвященных изучению турбулентности. Исследования по турбулентности до настоящего времени еще никак нельзя считать достаточными для понимания многих особенностей и закономерностей в природе таких сложных движений. [c.12] Проблемы описания движения очень сильно сжатых жидкостей и газов с учетом усложненных физических свойств различных сред в таких состояниях, особенно при наличии высоких температур. Существуют интересные и важные отрасли техники, в которых необходимо иметь дело с телами, подверженными большим давлениям (порядка многих тысяч и миллионов атмосфер), например при искусственном изготовлении алмазов, при применении взрывов для штамповки деталей некоторых конструкций и в множестве других задач. [c.12] С другой стороны, очень важны явления, происходящие в сильно разреженных газах. При изучении различных процессов, связанных с движением сред при большом вакууме в лабораторных опытах, в космическом пространстве, в атмосферах планет и звезд, также требуется применять методы механики сплошной среды. [c.12] Проблемы магнитной гидродинамики и исследования движений ионизованных сред — плазмы с учетом их взаимодействий с электромагнитным нолем в настоящее время приобретают нервостепенное познавательное и техническое значение. В частности, такие явления нужно изучать при создании магнитогидродинамических генераторов электрического тока, в которых происходит непосредственное превращение энергии движения плазмы в энергию электрического тока. Отметим также, что решение проблемы использования термоядерной энергии теснейшим образом связано с разрешением задач о поведении высокотемпературной плазмы в сильных магнитных полях. [c.12] Вернуться к основной статье