19.6
En el movimiento de fluidos en condiciones viscosas, el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la deformación del fluido. En los fluidos newtonianos incompresibles, esta tensión varía linealmente con la velocidad de deformación.
Las tensiones normales dependen de la presión y las tasas de deformación en direcciones específicas, lo que define el comportamiento del flujo de fluido bajo diferentes presiones.
Las tensiones de cizallamiento actúan tangencialmente, describiendo cómo diferentes capas de fluido se deslizan unas sobre otras, conectando la tensión con los cambios de velocidad entre las capas.
Sustituyendo estas relaciones de tensión en ecuaciones diferenciales de movimientos se forman las ecuaciones de Navier-Stokes, que equilibran fuerzas como la inercia, la presión y la gravedad en un fluido viscoso.
El término de inercia captura la aceleración del fluido, mostrando cómo un fluido en movimiento resiste cambios repentinos en su velocidad o dirección.
Los gradientes de presión impulsan el movimiento del fluido desde áreas de alta presión a bajas presiones, mientras que los términos viscosos representan la fricción interna dentro del fluido.
Cada ecuación direccional captura las fuerzas internas, como la viscosidad, y las fuerzas externas, como la gravedad, prediciendo la respuesta del fluido en diversas condiciones.
Las ecuaciones de Navier-Stokes se pueden simplificar para escenarios de flujo estacionario o laminar, lo que permite un análisis más simple en escenarios controlados como la capa límite y los flujos de Couette.
En el caso de fluidos newtonianos incompresibles, donde la densidad permanece constante, las tensiones muestran una relación lineal con la tasa de def…
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