Name: flow patterns by direction and time
Uploaded: 2025-02-13T15:43:18.000Z
Duration: 1 min 23 s
Channel: JoVE

Akışlar boyutsallığa göre kategorilere ayrılabilir. Tek boyutlu akışta, hız ve basınç gibi özellikler, düz bir borudan geçen suda görüldüğü gibi tek bir yönde değişir.
İki boyutlu akış, açık bir kanalda akan su gibi hem uzunluk hem de derinlikteki değişiklikleri içerir.
Üç boyutlu akış, bir binayı dolaşan rüzgar gibi üç yöndeki farklılıklarla daha karmaşıktır.
Akışlar ayrıca hızlarına ve sıvı parçacıklarının nasıl hareket ettiğine göre sınıflandırılır. En yaygın türler sabit ve kararsız akışlardır.
Bir belediye su temin sistemi boru hattından geçen su gibi sabit bir akış, zaman içinde herhangi bir noktada sabit kalan akışkan özelliklerine sahiptir.
Yağmur suyu akışı sırasında değişen hız ve akış hızları gibi kararsız bir akış, zaman içinde sıvı özelliklerinde farklılıklar yaşar.
Bir diğer önemli ayrım laminer ve türbülanslı akıştır. Laminer akış, suyun küçük, pürüzsüz bir borudan düşük hızlarda hareket etmesi gibi pürüzsüz, düzenli bir harekete sahiptir.
Buna karşılık, türbülanslı akış, sel olayları sırasında nehirlerde veya menfezlerde yaygın olarak görülen kaotik ve düzensiz sıvı hareketini içerir.

akış türlerine giriş

Akışkan akışları boyutsallık ve davranışa göre kategorilere ayrılır. Tek boyutlu akış en basit formdur ve hız ve basınç gibi özellikler yalnızca tek bir eksen boyunca değişir. Düz borulardan geçen su bu akış türüne örnektir, tek boyutlu akışın diğer yönlerdeki değişimler minimumdur. Tek boyutlu analiz, yalnızca borunun uzunluğu boyunca meydana gelen değişimlere odaklanarak bu tür akışların anlaşılmasını basitleştirmeye yardımcı olur.

 İki boyutlu akış, bir köprü güvertesi gibi düz yüzeyler üzerinde hareket eden havada görüldüğü gibi hem uzunlukta hem de yükseklikte değişiklikler içerir. Değişimler iki yönde meydana gelir ve bu da hesaplamaları tek boyutlu akıştan daha karmaşık hale getirir. En karmaşık olan üç boyutlu akış, üç mekansal boyutta da değişimler içerir: uzunluk, yükseklik ve derinlik. Binaların etrafında dolaşan rüzgar, akışkan özelliklerinin birden fazla yönde farklılık gösterdiği bu akış türünü gösterir.

 Akışlar ayrıca akışkan özelliklerinin zaman içinde nasıl değiştiğine göre de sınıflandırılır. Sabit akış, hız ve basınç gibi özelliklerin zaman içinde herhangi bir noktada sabit kaldığı durumları tanımlar. Belediye su temin sistemindeki bir boru hattı tipik bir örnektir. Buna karşılık, yağmur suyu akışı gibi düzensiz akış, zamanla akışkan özelliklerinde değişiklikler gösterir. Dengesiz akışları analiz etmek, hız ve basınçtaki zamana bağlı değişimlere dikkat etmeyi gerektirir.

 Laminer ve türbülanslı akış arasındaki ayrım da önemlidir. Laminer akış, akışkan katmanlarının minimum karışımla paralel hareket ettiği düzgün, düzenli akışkan hareketini gösterir. Toprak katmanlarından sızan yeraltı suyu genellikle laminer akış sergiler. Ancak türbülanslı akış, genellikle seller sırasında nehirlerde görülen kaotik ve düzensiz hareketi içerir. Akışkan parçacıkları karmaşık şekillerde etkileşime girerek dönen girdaplar ve girdaplar oluşturur ve bu da bu tür akışların analizini büyük ölçüde karmaşıklaştırır.

Akış Türlerine Giriş

Akışlar boyutsallığa göre kategorilere ayrılabilir. Tek boyutlu akışta, hız ve basınç gibi özellikler görüldüğü gibi tek bir yönde değişir ...

Education

JoVE Core

Civil Engineering

İnşaat Mühendisliği

Unit 1

Ünite 1

Fluid Kinematics

Akışkan Kinematiği

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

Introduction to Types of Flows

flow patterns by direction and time

Fluid flow can be grouped by direction and by how it changes over time. The simplest case is one-dimensional flow. In this type, properties such as velocity and pressure change along only one axis. Water moving through a straight pipe is a common example, because changes in other directions are very small.

Two-dimensional flow changes in two directions. It varies in both length and height, so the analysis is more complex than one-dimensional flow. Air moving over a flat surface, such as a bridge deck, shows this pattern.

Three-dimensional flow is the most complex type. It involves changes in length, height, and depth. Wind moving around buildings is an example, since fluid properties can differ in multiple directions.

Flows are also classified by whether they stay the same over time. In steady flow, velocity and pressure remain constant at a point as time passes. A pipeline in a municipal water supply system is a typical example. Unsteady flow is different because fluid properties change over time. Stormwater runoff is one example, and it requires attention to time-dependent changes in velocity and pressure.

Another important split is between laminar and turbulent flow. Laminar flow is smooth and orderly, with fluid layers moving in parallel and very little mixing. Groundwater seeping through soil layers often follows this pattern. Turbulent flow is chaotic and irregular. It often appears in rivers during floods, where swirling eddies and vortices make the motion much harder to analyze.

Flow Patterns by Direction and Time

eulerian and lagrangian flow descriptions

eulerian-and-lagrangian-flow-descriptions

Tracking Fluid Motion in Space and Time

Fluid flow can be described with the Eulerian and Lagrangian methods. These two approaches give different views of the same moving fluid. They are useful in science and engineering because the best method depends on the problem being studied. The Eulerian method looks at fixed points in space. At each location, it measures fluid properties such as velocity, pressure, and temperature as the fluid moves past. This stationary view is useful when studying how a fluid interacts with a solid object.

introduction to types of flows

Fluid flow can be grouped by direction and by how it changes over time. The simplest case is one-dimensional flow. In this type, properties such as velocity and pressure change along only one axis. Water moving through a straight pipe is a common example, because changes in other directions are very small. Two-dimensional flow changes in two directions. It varies in both length and height, so the analysis is more complex than one-dimensional flow. Air moving over a flat surface, such as a...

streamlines, streaklines, and pathlines

Tracing Fluid Motion: Three Flow Paths

Streamlines, streaklines, and pathlines are three ways to describe fluid motion. Each one shows flow from a different angle. Together, they help students compare how a fluid moves in steady and unsteady flow. A streamline is a line that stays tangent to the fluid’s velocity vector at each point. That means the fluid velocity points along the streamline. Streamlines give an instant picture of the flow field, so they are useful for showing the overall direction of flow in a fluid system. In...

control volume and system representations

control-volume-and-system-representations

Tracking Fluid Through Space or Mass

Fluid analysis often uses two linked ideas: the control volume approach and the system approach. Both help describe mass, energy, and momentum transfer, but they focus on different things. One follows a region in space. The other follows a fixed mass of fluid over time. The control volume approach looks at a stationary area in space through which fluid moves. That area is bounded by a control surface, which is the outer edge of the region. A pipe with water flowing through it is a clear...

velocity and acceleration in steady and unsteady flow

velocity-and-acceleration-in-steady-and-unsteady-flow

How Flow Changes Affect Particle Motion

Velocity and acceleration help describe how a fluid particle moves in steady and unsteady flow. A fluid particle follows a pathline, and its velocity depends on both position and time. Acceleration is found by differentiating velocity with respect to time, so it shows how the particle’s motion changes. In a flow field, acceleration can be written using three perpendicular components. These components show how velocity changes over time in different spatial directions. This gives a general way...

reynolds transport theorem

Reynolds Transport and Control Volumes

Reynolds transport theorem links a fluid system to a control volume. It helps explain how the time rate of change of a property can be tracked in fluid dynamics. The theorem uses extensive properties, such as mass, velocity, acceleration, temperature, and momentum. These properties depend on the size of the system. Their intensive forms are the values per unit mass. The total amount of an extensive property in a system at any instant is the sum of the amounts carried by each tiny fluid...

design example: flow through a fire extinguisher

design-example-flow-through-a-fire-extinguisher

Fire Extinguisher Nozzle Flow and Pressure

A pressurized water fire extinguisher uses fluid dynamics to create a fast stream of water. The water is stored at a much higher pressure inside the extinguisher than the surrounding air. When the extinguisher is activated, that pressure difference forces water to flow out quickly. Bernoulli's equation helps predict the exit speed of the water. This equation links pressure and velocity. As pressure drops, velocity increases. In the extinguisher, the high internal pressure is converted into the...

key terms and concepts

Explore how fluid flow changes by direction and time, from one-dimensional and steady flow to turbulent motion in pipes, wind, and rivers.

Flow Patterns by Direction and Time | JoVE K12

JoVE Core Civil Engineering provides a foundational exploration of essential construction materials in civil engineering, focusing on bricks, stones, steel, wood, and concrete through easy-to-understand animated videos. This collection covers the properties, manufacturing processes, and practical applications of these materials. Additionally, the accompanied science-in-action videos demonstrate the research experiments performed in laboratories.

Flow Patterns by Direction and Time

Description

Transcript

Tags