19.6
Nel movimento di un fluido in condizioni viscose, lo sforzo di taglio è direttamente proporzionale alla deformazione del fluido. Nei fluidi newtoniani incomprimibili, questa sollecitazione varia linearmente con la velocità di deformazione.
Le sollecitazioni normali dipendono dalla pressione e dai tassi di deformazione in direzioni specifiche, definendo il comportamento del flusso del fluido a pressioni diverse.
Le sollecitazioni di taglio agiscono tangenzialmente, descrivendo come diversi strati di fluido scivolano l'uno sull'altro, collegando le sollecitazioni con le variazioni di velocità tra gli strati.
Sostituendo queste relazioni di stress in equazioni differenziali dei moti si formano le equazioni di Navier-Stokes, che bilanciano forze come l'inerzia, la pressione e la gravità in un fluido viscoso.
Il termine inerzia cattura l'accelerazione del fluido, mostrando come un fluido in movimento resiste a cambiamenti improvvisi nella sua velocità o direzione.
I gradienti di pressione guidano il movimento del fluido dalle aree ad alta pressione a quelle a bassa pressione, mentre i termini viscosi rappresentano l'attrito interno all'interno del fluido.
Ogni equazione direzionale cattura le forze interne, come la viscosità, e le forze esterne, come la gravità, prevedendo la risposta del fluido in varie condizioni.
Le equazioni di Navier-Stokes possono essere semplificate per scenari di flusso stazionario o laminare, consentendo un'analisi più semplice in scenari controllati come lo strato limite e i flussi di Couette.
Per i fluidi newtoniani incomprimibili, dove la densità rimane costante, gli sforzi mostrano una relazione lineare con la velocità di deformazione, de…
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