Cơ học môi trường liên tục và các giả thuyết


Đối với những người không tham lam và ích kỷ, khi nghiên cứu chuyển động của các dạng vật chất bao gồm chất lỏng, chất khí, plazma không thể thiếu được giả thuyết về tính liên tục của môi trường. Chúng như là món ăn khai vị trong bữa tiệc thịnh soạn.

Giả thuyết về tính liên tục của môi trường được các nhà bác học Thụy Sĩ Leonhard  Euler [1], và 2 nhà bác học Pháp J. Le. R. d’Alembert[2] và Joseph-Louis Lagrange[3] đưa vào môn học khí động ngay từ khi môn khoa học này còn nằm trong giai đoạn sơ khai.

CHMTLT là cơ sở chung của các môn: lí thuyết đàn hồi, đàn hồi- nhớt, lí thuyết dẻo, từ biến, thuỷ động lực, khí động lực, lí thuyết plasma, động lực học các môi trường chuyển pha, vv.

Trong đa số các trường hợp, tính toán dựa trên các giả thuyết về tính liên tục của môi trường đều cho ra các kết quả giống như các kết quả thực nghiệm.

Ta tìm hiểu định nghĩa của môn khoa học này:

Cơ học môi trường liên tục [4,5] là môn khoa học nghiên cứu chuyển động vĩ mô của môi trường ở thể rắn, lỏng, khí, ngoài ra còn nghiên cứu các môi trường đặc biệt khác như các trường điện từ, bức xạ, trọng trường, và vật rắn biến dạng.

Dựa vào tính chất của vật thể ta có thể phân loại thành:

+ Cơ học vật rắn, đôi khi được biết đến như lý thuyết đàn hồi hoặc sức bền vật liệu. Cơ học vật rắn nghiên cứu sự cân bằng và chuyển động của vật chất không bị biến dạng bởi ngoại lực.

+ Cơ học chất lưu, nghiên cứu quá trình vật lý của dòng chẩy của các vật chất vô cùng nhỏ. Các phần tử vật chất này có thể dễ dàng chuyển động trong không gian.

Các giả thuyết:

Giả thiết cơ bản của CHMTLT là có thể xem môi trường là đậm đặc liên tục, bỏ qua cấu trúc nguyên tử;  giữa các phần tử môi trường không có khoảng cách, ta xem các đại lượng đặc trưng của môi trường như: mật độ, ứng suất, vận tốc phần tử … là phân bố liên tục trong không gian;  chính vì yếu tố liên tục cho nên ta có thể sử dụng các công cụ toán học để tính toán chuyển động của dòng chảy.

Thế thì môn khoa học này dùng để làm gì ?

CHMTLT có nhiều ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn: chế tạo máy, xây dựng, luyện kim, khai khoáng, nghiên cứu cấu tạo của Trái Đất và vũ trụ, dự báo thời tiết và động đất, vv.

Ồ, hóa ra là vậy hay sao ?

Tất cả mọi lý thuyết trên cơ sở mô hình toán học đều phải được kiểm nghiệm bằng thực tiễn, các mô hình toán học đều có sai số, tuy nhiên trong phạm vi cho phép những sai số này không ảnh hưởng lớn tới kết quả thực tế.

Khi xây dựng mô hình toán học cho dòng chảy ta có thể tính toán và mô phỏng trước được những gì sẽ xảy ra, có thể làm các thí nghiệm mà trên thực tế rất khó thực hiện được ví dụ: mô tả họat động của tàu con thoi, họat động của hệ mặt trời, dự báo thời tiết vv, và lợi ích kinh tế là không nhỏ, vấn đề môi trường cũng là một điều tối quan trọng.

Câu hỏi:

1/ Cơ học môi trường liên tục nghiên cứu gì, lĩnh vực ứng dụng ?

2/ Giả thuyết về môi trường liên tục ?

Tài liệu tham khảo:

[1].http://ru.wikipedia.org/wiki/Эйлер,_Леонард

[2].http://en.wikipedia.org/wiki/Jean_le_Rond_d_27Alembert

[3].http://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Louis_Lagrange

[4].http://vi.wikipedia.org/wiki/Cơ_học_môi_trường_liên_tục

[5].http://ru.wikipedia.org/wiki/Механика_сплошных_сред

One Trackback

  1. By Phương trình liên tục « Ngô Thiếu Gia on Tháng Tám 27, 2010 at 5:36 sáng

    […] có thể tiến sâu vào lãnh địa của cơ học môi trường liên tục ta quyết tâm “nấu cháo” các phương trình cơ bản, cốt lõi của nó. […]

Đăng 1 phản hồi

Required fields are marked *

*
*

%d bloggers like this: