ニュートン流体

ニュートン流体（ニュートンりゅうたい、）とは、ニュートンの粘性法則に厳密に従う流体である。名称は、イギリスの物理学者アイザック・ニュートンに因んで名付けられた。

ニュートン流体の流れのことを、ニュートン流動（）という。また、ニュートンの粘性法則に従わない流体のことを、総称して非ニュートン流体という。

ニュートンの粘性法則 粘性とは、流体を動かすときに抵抗力が働く性質のことである。流体の粘性は、流体内部の摩擦によって発生するため、この抵抗力を「摩擦応力」と呼ぶ。

基本的に、摩擦応力は、流体−流体間または流体−物体間の速度勾配（速度の変化率）に比例して大きくなることが知られている。この法則がニュートンの粘性法則（）であるニュートンの粘性法則。

直交座標による空間を考え、そこで流体による流れが存在すると考える。簡単のため境界等の効果は考えないものとする。このとき流体と流体（または流体と物体）は、その間にある面を境にして力（応力）を及ぼし合っていて、面に垂直な方向（法線方向）の単位面積当たりに働く力が圧力であり、面に平行な方向（接線方向）の単位面積当たりに働く力を接線応力あるいはせん断応力というShear Stress。

流れている流体の粘性率を （Pa·s）, 流体の速さを （m/s）, 流体−流体間または流体−物体間の距離を （m）とすると、接線応力 （Pa）は、

となるニュートンの粘性法則。この時、（1/s）をこの流体のずり速度という。ニュートン流体では、粘性率 がずり速度に依存せず、常に定数で表される。

より一般には、上式はテンソル表示され次のようになる。

ここで は圧力テンソル、 はひずみテンソルである。

脚注

注釈

出典

関連項目 非ニュートン流体 - 粘性率 がずり速度に依存するような流体 流体力学 レオロジー