[유체역학] 유턴 유체(Newtonian fluid)에서의 점성, 전단응력 (shear stress, strain)

고정판과, 움직이는 판 사이에서 뒤틀린 유체에 대하여 뒤틀린 각도를 감마( γ )라 했을 때, rate of stream은 shear strain(전단 변형률)과 관련 있다. 이 때의 비례 상수를 뮤( μ )라고 두면, 아래와 같이 기술할 수 있다. 

이 때 G는 shear modulus로, 유체역학에서뿐 아니라 고체역학에서도 strain과 stress 간의 관계를 나타낼 때 등장한다. 

fluid

shear stress를 받았을 때 연속적으로 변형되는 물질로, Couette flow(쿠에트 흐름)에 대해 논할 수 있다. 이는 고정된 것과 움직이는 평행판 사이의 흐름으로, 아래와 같이 나타낼 수 있다. 

x방향으로의 압력 변화가 없을 때, 다음과 같이이 나타낼 수 있다. 

쿠에트 흐름에서, strain은 높이에 따른 유체가 움직이는 속도에 비례하다고 볼 수 있다. 이 때의 비례 상수는 뮤 ( μ )이다. 뉴턴 유체를 다룰 때, 우리는 이 뮤를 absoult viscosity(절대 점도)이라고 한다. 

 

 

Newtonian과 Non-Newtonian fluid 비교

뉴턴 유체와 비뉴턴 유체를 비교하자면, 점성의 특징이라고 할 수 있다. 뉴턴 유체의 경우, 점성이 상수인 반면, 비뉴턴 유체는 그렇지 않다. 전분, 치약 등, 압력 등의 요인에 따라 점성이 달라지는 유체들을 예로 들 수 있다. 

 

 

갑자기 고체가 되는 성질을 이용하여 브레이크로 사용되기도 하고, 다양하게 응용되고 있다. 

 

 

 

 

 

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