Condiția de absență a alunecării

Ca în cazul majorității aproximațiilor tehnice, condiția de absență a alunecării nu este întotdeauna valabilă în realitate. De exemplu, la presiuni foarte scăzute (de exemplu, la altitudini mari), chiar și atunci când aproximația continuumului încă se menține, pot exista atât de puține molecule în apropierea suprafeței încât acestea „țopăie de-a lungul” suprafeței. O aproximare obișnuită pentru alunecarea fluidelor este:

u – u Wall = β ∂ u ∂ n {\displaystyle u-u_{\text{Wall}}=\beta {\frac {\frac {\partial u}{\partial n}}}.

{\displaystyle u-u_{\text{Wall}}=\beta {\frac {\partial u}{\partial n}}}

unde n {\displaystyle n}

n

este coordonata normală la perete și β {\displaystyle \beta }

\beta

se numește lungimea de alunecare. Pentru un gaz ideal, lungimea de alunecare este adesea aproximată ca fiind β ≈ 1,15 ℓ {\displaystyle \beta \aprox 1,15\ell }

\beta \approx 1.15\ell

, unde ℓ {\displaystyle \ell }

\ell

este drumul liber mediu. S-a observat, de asemenea, că unele suprafețe foarte hidrofobe au o lungime de alunecare diferită de zero, dar la scară nanometrică.

În timp ce condiția de nealunecare este utilizată aproape universal în modelarea curgerilor vâscoase, aceasta este uneori neglijată în favoarea „condiției de nepenetrare” (în care viteza fluidului normal la perete este stabilită la viteza peretelui în această direcție, dar viteza fluidului paralel cu peretele este nerestricționată) în analizele elementare ale curgerilor invizibile, în care efectul straturilor limită este neglijat.

Condiția de nealunecare ridică o problemă în teoria curgerii vâscoase la liniile de contact: locurile unde o interfață între două fluide întâlnește o limită solidă. Aici, condiția de frontieră fără alunecare implică faptul că poziția liniei de contact nu se mișcă, ceea ce nu se observă în realitate. Analiza unei linii de contact în mișcare cu condiția de absență a alunecării are ca rezultat tensiuni infinite care nu pot fi integrate. Se crede că viteza de deplasare a liniei de contact depinde de unghiul pe care îl face linia de contact cu limita solidă, dar mecanismul care stă la baza acestui lucru nu este încă pe deplin înțeles.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.