Fluidodinamica, dubbio sul capire sforzi di taglio, viscosità e attrito.
Salve!
Affrontando l’introduzione alla fluidodinamica, mi son sorti dei dubbi su alcuni concetti di base.
Anzitutto, mi viene data la definizione di sforzo di taglio (e quella ok, è una definizione appunto).
Poi si procede col chiedersi da cosa Sono originati questi sforzi in un fluido. Si dice che essi sono dovuti alla viscosità del fludio e alla deformazione che il fluido subisce.
Vorrei capire meglio questo: per avere uno sforzo di taglio in un fludio devo avere quindi una qualche azione esterna che me lo genera (in effetti, per la sua definizione, ho bisogno di una forza)?
Un fludio si deforma perché c’è l’azione esterna o per lo sforzo di taglio? Direi per la prima, che poi causa lo sforzo di taglio.... che quindi è una conseguenza della deformazione; solo che, più avanti nel testo, si dice che una deformazione può essere causata da uno sforzo di taglio...
L’altro aspetto che non mi torna è il seguente: perché si confonde, spesso, viscosità di un fludio con gli attriti che esso subisce? Più avanti nel testo, infatti, si fa riferimento agli sforzi di taglio come anche forze di attrito...
Infine... fludio non viscoso (ideale) é quindi un fludio che non si deforma e che non ha attriti?
Grazie !
Affrontando l’introduzione alla fluidodinamica, mi son sorti dei dubbi su alcuni concetti di base.
Anzitutto, mi viene data la definizione di sforzo di taglio (e quella ok, è una definizione appunto).
Poi si procede col chiedersi da cosa Sono originati questi sforzi in un fluido. Si dice che essi sono dovuti alla viscosità del fludio e alla deformazione che il fluido subisce.
Vorrei capire meglio questo: per avere uno sforzo di taglio in un fludio devo avere quindi una qualche azione esterna che me lo genera (in effetti, per la sua definizione, ho bisogno di una forza)?
Un fludio si deforma perché c’è l’azione esterna o per lo sforzo di taglio? Direi per la prima, che poi causa lo sforzo di taglio.... che quindi è una conseguenza della deformazione; solo che, più avanti nel testo, si dice che una deformazione può essere causata da uno sforzo di taglio...
L’altro aspetto che non mi torna è il seguente: perché si confonde, spesso, viscosità di un fludio con gli attriti che esso subisce? Più avanti nel testo, infatti, si fa riferimento agli sforzi di taglio come anche forze di attrito...
Infine... fludio non viscoso (ideale) é quindi un fludio che non si deforma e che non ha attriti?
Grazie !
Risposte
Allora, esistono molti modelli per descrivere l'azione che alcune parti di liquido provocano su altre.
Quindi la spiegazione del Perché dipende fortemente dal modello adottato.
Mi piacerebbe capire quale definizione ti hanno dato
Fluido non viscoso ideale (irreale) e' un fluido pure incomprimibile, con densità costante.
Sostanzialmente hai un campo di velocita', non rigido, con scorrimenti e deformazioni relative che sono alla base della viscosità
Perché vengono introdotti i fluidi ideali?
Perché in questi si hanno comunque sforzi, ma sono sforzi di pressione, normali, che poi andrai a modificare introducendo la viscosità
Quindi la spiegazione del Perché dipende fortemente dal modello adottato.
Mi piacerebbe capire quale definizione ti hanno dato
Fluido non viscoso ideale (irreale) e' un fluido pure incomprimibile, con densità costante.
Sostanzialmente hai un campo di velocita', non rigido, con scorrimenti e deformazioni relative che sono alla base della viscosità
Perché vengono introdotti i fluidi ideali?
Perché in questi si hanno comunque sforzi, ma sono sforzi di pressione, normali, che poi andrai a modificare introducendo la viscosità
Un fludio si deforma perché c’è l’azione esterna o per lo sforzo di taglio? Direi per la prima, che poi causa lo sforzo di taglio.... che quindi è una conseguenza della deformazione; solo che, più avanti nel testo, si dice che una deformazione può essere causata da uno sforzo di taglio...
Studi ingegneria? Sono argomenti trattati in scienza delle costruzioni,in particolare nel continuo di cauchy.Gli "sforzi" (o sollecitazioni) sono dei campi vettoriali inventati per modellizzare la deformazione dei solidi (ma puoi definirli anche nei corpi rigidi). Le azioni esterne(azioni di contatto,a distanza, variazioni di temperatura ) determinano l'insorgere degli "sforzi ".Lo stato tensionale nell'intorno di un punto è descritto dal tensore degli sforzi.Parallelamente definisci il tensore delle deformazioni.Ora tramite "il legame costitutivo" tu abbini le tensioni e le deformazioni. (Mettendoli in relazione di causa effetto).
Ad esempio se l'oggetto che studi è un cilindro che viene schiacciato sulle basi ,le azioni esterne vengono esplicate solo sulla superficie esterna,tuttavia come un effetto domino tale azione si ripercuote all'interno grazie all'insorgere degli"sforzi".Tali sforzi producono a loro volta una piccola deformazione nell'intorno di tutti i punti e così l'oggetto globalmente si deforma.
Per i fluidi valgono considerazioni simili.
La scelta del legame costitutivo è fondamentale per modellizzare il problema fedelmente.Ad esempio i fluidi newtoniani (o fluidi veri)vengono descritti in modo diverso rispetto a quelli tixotropici e così via.
Vorrei capire meglio questo: per avere uno sforzo di taglio in un fludio devo avere quindi una qualche azione esterna che me lo genera (in effetti, per la sua definizione, ho bisogno di una forza)?
Parliamo di fluidi reali , non "perfetti" . Si, ci vuole una forza esterna , che faccia scorrere uno strato di fluido sopra un altro ( fluido newtoniano) . Quindi ci vuole movimento : in un fluido che sia in quiete, anche reale, gli sforzi di taglio sono nulli, esistono solo sforzi normali.
Un fludio si deforma perché c’è l’azione esterna o per lo sforzo di taglio? Direi per la prima, che poi causa lo sforzo di taglio.... che quindi è una conseguenza della deformazione; solo che, più avanti nel testo, si dice che una deformazione può essere causata da uno sforzo di taglio...
Infatti dice bene il testo : uno sforzo di taglio causa la deformazione. Come fai a dedurre che "lo sforzo di taglio.... è una conseguenza della deformazione ?
L’altro aspetto che non mi torna è il seguente: perché si confonde, spesso, viscosità di un fludio con gli attriti che esso subisce? Più avanti nel testo, infatti, si fa riferimento agli sforzi di taglio come anche forze di attrito...
Non si confonde, si chiarisce. Le forze di taglio sono forze resistenti al moto, oppongono cioè resistenza al moto, coe le forze di attrito. Si parla infatti di attrito viscoso.
Infine... fludio non viscoso (ideale) é quindi un fludio che non si deforma e che non ha attriti?
Non associare le due cose. Il fluido ideale , o perfetto, può anche cambiare forma ( questo vuol dire deformazione, no?) , ma idealmente in questo non ci sono resistenze di attrito.
Non associare le due cose. Il fluido ideale , o perfetto, può anche cambiare forma ( questo vuol dire deformazione, no?) , ma idealmente in questo non ci sono resistenze di attrito.
Bella spiegazione,sono d'accordo.in un fluido ideale $nabla cdot vec v=0$ cioè il fluido è incomprimibile e non trasmette sforzi di taglio.
Grazie a tutti per le risposte, adesso ho le idee molto più chiare ma vorrei definire meglio alcune cose che avete scritto..
In particolare, se ho capito bene abbiamo da una parte flussi reali o viscosi o non perfetti e dall’altra flussi ideali o perfetti o irreali. E questi ultimi possono deformarsi ma sono tali che, per definizione, hanno viscosità nulla e quindi non hanno sforzi di taglio. Solo che avevamo detto che la deformazione é causata da sforzi di taglio quindi non riesco a trovare la giustificazione di questo fatto... mi verrebbe da dire che i flussi ideali non si possono deformare :/
Inoltre, per quanto riguarda gli sforzi di taglio, rileggendo bene mi sono accorto che avevo fatto io confusione. Essi causano la deformazione e quindi non possono esserne una conseguenza, ovviamente. Ciò che ancora però non capisco bene è la seguente cose, o meglio vorrei una conferma: per generare uno sforzo di taglio devo aver una viscosità non nulla E una azione esterna (forza) deformante, giusto ? Perché ad esempio prendendo la relazione costitutiva di un fluido newtoniano, t=0 se la viscositá è nulla o se la velocità di deformazione è nulla...
Mi torna anche il considerare il taglio come forza di attrito anche se, va considerato come attrito tra il moto relativo di due lastre che scorrono l’una sull’altra giusto ? Perché ad esempio in molti disegni dal libro, lo sforzo è disegnato in maniera tale che sia concorde con il verso in cui il flusso (totale) scorre...
In particolare, se ho capito bene abbiamo da una parte flussi reali o viscosi o non perfetti e dall’altra flussi ideali o perfetti o irreali. E questi ultimi possono deformarsi ma sono tali che, per definizione, hanno viscosità nulla e quindi non hanno sforzi di taglio. Solo che avevamo detto che la deformazione é causata da sforzi di taglio quindi non riesco a trovare la giustificazione di questo fatto... mi verrebbe da dire che i flussi ideali non si possono deformare :/
Inoltre, per quanto riguarda gli sforzi di taglio, rileggendo bene mi sono accorto che avevo fatto io confusione. Essi causano la deformazione e quindi non possono esserne una conseguenza, ovviamente. Ciò che ancora però non capisco bene è la seguente cose, o meglio vorrei una conferma: per generare uno sforzo di taglio devo aver una viscosità non nulla E una azione esterna (forza) deformante, giusto ? Perché ad esempio prendendo la relazione costitutiva di un fluido newtoniano, t=0 se la viscositá è nulla o se la velocità di deformazione è nulla...
Mi torna anche il considerare il taglio come forza di attrito anche se, va considerato come attrito tra il moto relativo di due lastre che scorrono l’una sull’altra giusto ? Perché ad esempio in molti disegni dal libro, lo sforzo è disegnato in maniera tale che sia concorde con il verso in cui il flusso (totale) scorre...
Carissimo, sono forze interne tra parti di fluido
Non servono forze esterne, ci sono già tutte le forze che vuoi
Stai considerando un fluido che scorre, e non tutte le sue parti scorrono con la stessa velocità, a causa di molti motivi, tra cui la viscosità.
Ora puoi avere viscosità' costante e hai un bel fluido newtonian
Poi una cosa è la deformazione prodotta, che è uguale alla viscosità' per il gradiente di velocità
Una cosa è la viscosità dinamica
Non servono forze esterne, ci sono già tutte le forze che vuoi
Stai considerando un fluido che scorre, e non tutte le sue parti scorrono con la stessa velocità, a causa di molti motivi, tra cui la viscosità.
Ora puoi avere viscosità' costante e hai un bel fluido newtonian
Poi una cosa è la deformazione prodotta, che è uguale alla viscosità' per il gradiente di velocità
Una cosa è la viscosità dinamica
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