تولد علم مکانیک سیالات

تولد علم مکانیک سیالات

در هشتم آگوست 1588 آبهای کانال انگلیس با هجوم صدها کشتی جنگی متلاطم شد. ناوگان بزرگ اسپانیا خود را به کانال رسانده بود تا تهاجم بزرگی را به انگلستان تحت حکومت ملکه الیزابت انجام دهد و در این نقطه ب ناوگان انگلستان تحت فرماندهی سر فرانسیس دریک مواجه شده بود. کشتی های اسپانیایی بزرگ و سنگین بودند؛ آنها پر از سرباز و مجهز به توپهای قدرتمندی با گلوله های 50 پاوندی بودند که می توانستند هر نوع کشتی آن دوره را نابود کنند. در طرف مقابل، کشتی های انگلیسی کوچک و سبکتر بوده و توپهای کوچکتر  کوتاه بردتری داشتند. توازن قوا در اروپا به نتایج این مواجهه دریایی بستگی داشت. شاه فیلیپ دوم اسپانیای کاتولیک در نظر داشت جلوی نفوذ رو به رشد انگلستان پروتستان بر روابط سیاسی و مذهبی اروپا را بگیرد. ملکه الیزابت یکم نیز می خواست از موجودیت انگلستان به عنوان یک دولت مستقل دفاع کند. در حقیقت، در آن روز حیاتی سال 1588 وقتی انگلیسی ها شش کشتی آتشین را به سوی آرایش اسپانیایی ها هدایت کرده و سپس بر اسپانیایی های دستپاچه شده از روبرو تاختند، تاریخ آینده اروپا بطور قطع تعیین شد. در پایان نبرد، کشتی های سنگین تر و کندتر اسپانیایی ها نتوانستند از عهده کشتی های سبک و مانورپذیر انگلیسی برآیند و تا عصر آن روز ناوگان اسپانیا مضمحل شده و دگر تهدیدی برای انگلستان بشمار نمی رفت. این نبرد دریایی از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا برای اولین بار در تاریخ بین کشتی های بادبانی در دو طرف مخاصمه برگزار می شد (برخلاف کشتی ها یپیشین که علاوه بر بادبان از پاروزنان نیز سود می بردند). این نبرد به دنیا آموخت که قدرت سیاسی از این پس مترادف با قدرت دریایی است. قدرت دریایی نیز به نوبه خود بستگی زیادی به سرعت و مانورپذیری کشتی های اسپانیایی داشت. برای افزایش سرعت کشتی ها، لازم بود که مقاومت ایجاد شده توسط جریان آب در پیرامون بدنه کشتی کاهش یابد. ناگهان نیروی پسای وارده بر بدنه کشتی ها به یک مساله مهندسی مهم تبدیل شده و انگیزه بزرگی برای مطالعه بر روی مکانیک سیالات فراهم کرد.

 

این انگیزه بزرگ تقریبا یک قرن بعد ثمر داد، هنگامی که در 1687 آیزاک نیوتن کتاب معروف خود پرنسیپیا را تالیف کرد که در آن کل جلد دوم به مکانیک سیالات اختصاص داده شده است. نیوتن در مطالعه سیالات با این مشکل مواجه شده بود که جریان سیال تفاوت بنیادی با دینامیک اجسام صلب دارد. یک جسم صلب معمولا از نظر هندسی بخوبی تعریف شده و توصیف آن نسبتا ساده است. در حالی که یک سیال ماده ای لزج است که مدل سازی حرکت آن بویژه در زمان نیوتن دشوار می نمود. با این حال کار اولیه نیوتن پیشرفت بزرگی در مکانیک سیالات محسوب می شد، علمی که امروزه زیربنای صنعت نوین و نیز آیرودینامیک محسوب می شود.

برگرفته از کتاب:

Fundamentals of Aerodynamics

Fifth Edition

John D. Anderson, Jr.

McGraw-Hill Series in Aeronautical and Aerospace Engineering