L’hydrodynamique est l’étude des liquides en mouvement. Plus précisément, il examine la manière dont différentes forces affectent le mouvement des liquides. Une série d’équations explique comment les lois de conservation de la masse, de l’énergie et de la quantité de mouvement s’appliquent aux liquides, en particulier ceux qui ne sont pas comprimés.
L’hydrodynamique fait partie d’un domaine plus vaste appelé mécanique des fluides qui étudie comment l’énergie et les forces interagissent avec les fluides, y compris les gaz et les liquides. La dynamique des fluides est un sous-ensemble de cette science qui examine ces mêmes matériaux lorsqu’ils sont en mouvement. L’aérodynamique est un autre sous-ensemble de la dynamique des fluides qui examine spécifiquement les gaz en mouvement, tandis que l’hydrodynamique examine spécifiquement les liquides en mouvement.
L’hydrodynamique est largement utilisée en ingénierie. Certaines études se concentrent principalement sur l’écoulement dans les tuyaux et sur divers obstacles. Il s’agit d’informations très utiles pour les structures de construction qui tentent de contrôler ou de détourner le débit d’eau de manière contrôlée. Les équations mathématiques tentent de prédire le débit d’eau dans un tuyau, qui est un écoulement laminaire ou ininterrompu. Ils essaient également de prédire avec un certain niveau de précision les schémas d’écoulement d’un écoulement turbulent ou interrompu, comme cela se produit avec un objet comme un barrage.
L’hydrodynamique marine est une autre application pratique majeure de la science. Un modèle hydrodynamique utilise les formules trouvées dans les lois de conservation pour expliquer comment et pourquoi l’eau réagit à son environnement, et vice versa. Avant l’ère informatique, la plupart de ces modèles étaient des reconstitutions à petite échelle de scénarios de la vie réelle. Aujourd’hui, les modèles hydrodynamiques sont généralement des animations générées par ordinateur, ou des formules qui peuvent être appliquées à ces mêmes conditions réelles.
Les modèles hydrodynamiques examinent les conditions des océans et d’autres plans d’eau et peuvent prédire divers résultats. Les conditions météorologiques à court terme peuvent souvent être prédites par les actions de l’océan. L’écologie d’une zone peut également être prévue à l’aide de ces modèles, car les modèles les plus précis peuvent afficher des informations telles que le niveau d’eau, la salinité, les courants et la température. Les scientifiques peuvent dire, par exemple, si la vie végétale aquatique se développera favorablement au cours de l’année à venir. Ceci est particulièrement utile dans des régions comme la côte du golfe des États-Unis où la vie végétale dans l’eau a un impact sur la gravité des ouragans.