19.6
在黏性条件下流体运动中,剪切应力与流体变形成正比。对于不可压缩的牛顿流体,该应力与变形速率呈线性关系。
法向应力取决于特定方向上的压力和形变速率,决定了不同压力下流体的流动行为。
剪切应力沿切线方向作用,描述了不同流体层之间相互滑动的情况,将应力与各层间的速度变化关联起来。
将这些应力关系代入运动微分方程,可得到纳维-斯托克斯方程,该方程在粘性流体中平衡惯性、压力和重力等力的作用。
惯性项描述了流体的加速度,表明运动中的流体如何抵抗其速度或方向的突然变化。
压力梯度驱动流体从高压区域向低压区域流动,而黏性项则表示流体内部的摩擦力。
每个方向方程均能描述内力(如黏性)和外力(如重力),从而预测流体在不同条件下的响应。
对于稳态或层流情况,纳维-斯托克斯方程可以简化,从而在边界层和库爱特流动等受控情况下进行更简单的分析。