L’idrodinamica è lo studio dei liquidi in movimento. In particolare, esamina i modi in cui le diverse forze influenzano il movimento dei liquidi. Una serie di equazioni spiega come le leggi di conservazione della massa, dell’energia e della quantità di moto si applicano ai liquidi, in particolare a quelli non compressi.
L’idrodinamica fa parte di un campo più ampio chiamato meccanica dei fluidi che studia come l’energia e le forze interagiscono con i fluidi, inclusi gas e liquidi. La fluidodinamica è un sottoinsieme di quella scienza che esamina questi stessi materiali quando sono in movimento. L’aerodinamica è un ulteriore sottoinsieme della fluidodinamica che esamina specificamente i gas in movimento, mentre l’idrodinamica guarda specificamente ai liquidi in movimento.
L’idrodinamica è largamente utilizzata in ingegneria. Alcuni studi si concentrano principalmente sul flusso attraverso i tubi e su vari ostacoli. Si tratta di informazioni molto utili per la costruzione di strutture che tentano di controllare o deviare il flusso d’acqua in modo controllato. Le equazioni matematiche tentano di prevedere la velocità del flusso d’acqua attraverso un tubo, che è un flusso laminare o ininterrotto. Cercano anche di prevedere con un certo livello di precisione i modelli di flusso turbolento o interrotto, come avviene con un oggetto come una diga.
L’idrodinamica marina è un’altra importante applicazione pratica della scienza. Un modello idrodinamico utilizza le formule presenti nelle leggi di conservazione per spiegare come e perché l’acqua reagisce al suo ambiente e viceversa. Prima dell’era dei computer, la maggior parte di questi modelli erano ricreazioni su piccola scala di scenari di vita reale. Oggi, i modelli idrodinamici sono solitamente animazioni generate al computer o formule che possono essere applicate a quelle stesse condizioni di vita reale.
I modelli idrodinamici esaminano le condizioni negli oceani e in altri corpi idrici e possono prevedere vari risultati. Le condizioni meteorologiche a breve termine possono spesso essere previste dalle azioni dell’oceano. L’ecologia di un’area può anche essere prevista utilizzando questi modelli, poiché i modelli più accurati possono mostrare informazioni come il livello dell’acqua, la salinità, le correnti e la temperatura. Gli scienziati possono dire, ad esempio, se la vita delle piante acquatiche crescerà favorevolmente nel prossimo anno. Ciò è particolarmente utile in aree come la costa del Golfo degli Stati Uniti, dove la vita vegetale nell’acqua ha un impatto sulla gravità degli uragani.