19.6
W ruchu płynu w warunkach lepkości naprężenie ścinające jest wprost proporcjonalne do odkształcenia płynu. W nieściśliwych płynach newtonowskich naprężenie to zmienia się liniowo wraz z szybkością odkształcania.
Naprężenia normalne zależą od ciśnienia i szybkości odkształceń w określonych kierunkach, definiując zachowanie przepływu płynu pod różnymi ciśnieniami.
Naprężenia ścinające działają stycznie, opisując, w jaki sposób różne warstwy płynu przesuwają się obok siebie, łącząc naprężenia ze zmianami prędkości w warstwach.
Podstawienie tych relacji naprężeń do równań różniczkowych ruchów tworzy równania Naviera-Stokesa, które równoważą siły, takie jak bezwładność, ciśnienie i grawitacja w lepkim płynie.
Termin bezwładności obejmuje przyspieszenie płynu, pokazując, w jaki sposób poruszający się płyn opiera się nagłym zmianom prędkości lub kierunku.
Gradienty ciśnienia napędzają ruch płynu z obszarów wysokiego ciśnienia do obszarów niskiego ciśnienia, podczas gdy lepkie warunki reprezentują tarcie wewnętrzne w płynie.
Każde równanie kierunkowe obejmuje siły wewnętrzne, takie jak lepkość, i siły zewnętrzne, takie jak grawitacja, przewidując reakcję płynu w różnych warunkach.
Równania Naviera-Stokesa można uprościć dla scenariuszy przepływu stałego lub laminarnego, co pozwala na prostszą analizę w kontrolowanych scenariuszach, takich jak warstwa graniczna i przepływy Couette'a.
W przypadku nieściśliwych płynów Newtona, w których gęstość pozostaje stała, naprężenia wykazują liniową zależność od szybkości odkształcenia, zdefini…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.