Mekanika fluida

Mekanika fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum yang mempelajari fluida (yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida dapat dibagi menjadi fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan diam sementara fluida dinamis mempelajari fluida yang bergerak.

Secara umum mata kuliah mekanika fluida memberikan pemahaman terhadap prinsip-prinsip dan persamaan dasar perilaku dan gerak fluida. Untuk lebih mudahnya, mata kuliah ini mempelajari jati diri fluida dan mengenal perilaku fluida.

Mekanika Fluida merupakan ilmu dasar untuk oseanografi dan bidang-bidang lain yang berhubungan dengan masalah-masalah fluida.  Selain untuk bidang oseanografi, mekanika fluida juga dipelajari di bidang Teknik Lingkungan yang berhubungan erat dengan aspek fisika, kimia, dan biologi.

Mata kuliah ini membahas pengertian fluida dan konsep continuum, sifat fisis fluida, gaya-gaya stress dalam fluida, tekanan, stress viskos, lapisan batas, aliran laminer dan turbulent, dimensi dan satuan, tegangan permukaan, statika fluida, persamaan hidrostatik, deskripsi gerak, konservasi massa dan momentum, persamaan Bernoulli, persamaan gerak dalam bentuk integral, persamaan gerak diferensial, analisis dimensi, dan aliran lapisan batas. Mata kuliah ini diberikan untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa terhadap konsep dasar dan sifat fisis fluida, fluida statik, gerak fluida, dan analisis dimensi.

Seperti halnya model matematika pada umumnya, mekanika fluida membuat beberapa asumsi dasar berkaitan dengan studi yang dilakukan. Asumsi-asumsi ini kemudian diterjemahkan ke dalam persamaan-persamaan matematis yang harus dipenuhi bila asumsi-asumsi yang telah dibuat berlaku.

Mekanika fluida mengasumsikan bahwa semua fluida mengikuti:

• Hukum kekekalan massa
• Hukum kekekalan momentum
• Hipotesis kontinum

Kadang, akan lebih bermanfaat (dan realistis) bila diasumsikan suatu fluida bersifat inkompresibel. Maksudnya adalah densitas dari fluida tidak berubah ketika diberi tekanan. Cairan terkadang dapat dimodelkan sebagai fluida inkompresibel sementara semua gas tidak bisa.

Selain itu, terkadang viskositas dari suatu fluida dapat diasumsikan bernilai nol (fluida tidak viskos). Terkadang gas juga dapat diasumsikan bersifat tidak viskos. Jika suatu fluida bersifat viskos dan alirannya ditampung dalam suatu cara (seperti dalam pipa), maka aliran pada batas sistemnya mempunyai kecepatan nol. Untuk fluida yang viskos, jika batas sistemnya tidak berpori, maka gaya geser antara fluida dengan batas sistem akan memberikan resultan kecepatan nol pada batas fluida.

Mekanika fluida berkembang sejalan dengan perjalanan perkembangan peradaban manusia. Banyak aspek kehidupan manusia yang terkait dengan mekanika fluida, seperti transportasi, industri, aerodinamik bangunan, mesin-mesin fluida, dan kesehatan.

Dalam perjalanan sejarahnya, ilmu mekanika fluida telah melahirkan ilmuwan-ilmuwan yang sampai saat sangat dikenal. Diantara ilmuwan didalam ilmu mekanika fluida yang sangat terkenal antara lain Archimedes (287-212 Bc), Daniel Bernoulli (1700-1782), Osborne Reynolds (1842-1912), Ludwig Prandtl (1875-1953), Theodore von Karman (1881 - 1963), G. l. Taylor (1886-1975), dan G. Batchelor (1920-2000).

Perkembangan ilmu mekanika fluida dewasa ini sangat dipercepat dengan perkembangan metode pengukuran / instrumentasi yang dldukung dengan erkembangan komputer, baik dalam hal perangkat keras maupun perangkat lunak (software). Selain ilu, perkembangan metode komputasi flluida sangat membantu untuk menganalisa hasil-hasil eksperimen di laboratorium.

Metode komputasi ini bersifat sebagai counter part dari hasil eksperimen. Berbagai studi eksperimen dan numerik/komputasi fluida telah diusahakan untuk meningkatkan peran mekanika fluida didalam peningkatan efisiensi energi. Usaha penurunan gaya drag akibat sifat kentalnya fluida merupakan satu contoh konkrit dalam usaha peningkatan unjuk kerja sebuah peralatan yang menggunakan fluida sebagai media kerja.

Didalam sistem pengajaran di perguruan tinggi, mekanika fluida diajarkan di berbagal jurusan, terutama jurusan-jurusan yang terkait dengan ilmu pengetahuan alam, khususnya ilmu keteknikan. Sebagai contoh, ilmu mekanika fluida selain diajarkan di Jurusan Teknik Mesin juga diajarkan di Jurusan Teknik Fisika, Teknik Sipil, Teknik Lingkungan, dan Teknik Kelautan