Ringkasan Bab dan Panduan Belajar
Bab ini membahas beberapa konsep dasar kinematika fluida. Berbagai aspek pergerakan fluida dibahas tanpa memperhatikan gaya yang diperlukan untuk menghasilkan pergerakan ini. Konsep representasi medan aliran dan pendekatan Eulerian dan Lagrangian untuk menggambarkan aliran diperkenalkan, begitu pula dengan konsep medan kecepatan dan percepatan.
Sifat-sifat aliran satu, dua, atau tiga dimensi dan aliran steady atau unsteady diperkenalkan bersama dengan konsep garis arus (streamlines), garis jejak (streaklines), dan lintasan partikel (pathlines). Garis arus, yang merupakan garis tangen terhadap medan kecepatan, identik dengan garis jejak dan lintasan partikel jika aliran steady. Untuk aliran unsteady, mereka tidak perlu identik.
Saat partikel fluida bergerak, sifat-sifatnya (yaitu, kecepatan, kepadatan, suhu) dapat berubah. Tingkat perubahan dari sifat-sifat ini dapat diperoleh dengan menggunakan turunan material, yang melibatkan efek unsteady (tingkat perubahan waktu di lokasi tetap) dan efek konvektif (tingkat perubahan waktu karena pergerakan partikel dari satu lokasi ke lokasi lain).
Konsep volume kontrol dan sistem diperkenalkan, dan teorema transportasi Reynolds dikembangkan. Dengan menggunakan gagasan ini, analisis aliran dapat dilakukan menggunakan volume kontrol (sebuah volume, biasanya tetap, tempat fluida mengalir), sedangkan prinsip-prinsip yang mengatur dinyatakan dalam hal sistem (bagian fluida yang mengalir).
Checklist berikut ini menyediakan panduan studi untuk bab ini. Ketika studi Anda tentang seluruh bab dan latihan akhir bab telah selesai, Anda seharusnya dapat:
1. Menuliskan arti dari istilah-istilah yang tercantum di sini di pinggir dan memahami setiap konsep yang terkait. Istilah-istilah ini sangat penting dan ditampilkan dalam jenis huruf miring, tebal, dan warna dalam teks.
2. Memahami konsep representasi medan dari aliran dan perbedaan antara metode Eulerian dan Lagrangian dalam menggambarkan aliran.
3. Menjelaskan perbedaan di antara garis arus, garis jejak, dan lintasan partikel. Menghitung dan memplot garis arus untuk aliran dengan medan kecepatan yang diberikan.
4. Menggunakan konsep turunan material, dengan efek unsteady dan konvektifnya, untuk menentukan tingkat perubahan waktu dari suatu properti fluida.
5. Menentukan medan percepatan untuk aliran dengan medan kecepatan yang diberikan.
6. Memahami sifat-sifat dan perbedaan antara sistem dan volume kontrol.
7. Menginterpretasikan, secara fisik dan matematis, konsep yang terlibat dalam teorema transportasi Reynolds.
Beberapa persamaan penting dalam bab ini adalah :
