黏性流

流體的黏性

假設有一股直勻流（速度均一，方向和大小不變），順著流動方向放置一塊無限薄的平板，流體的實際速度分布就變為右圖所示。流體在沒有流到平板以前速度原是均一的，一流到平板上，直接貼著平板的那層流體速度降為零（即滿足物面無滑移條件）；沿著法線向外，流體速度逐漸由零變大（即存在速度梯度），直到離平板相當遠的地方流速才和原來沒有顯著差別。

生活中，比如河裡的流水，靠岸處的水流就比河中心的水流慢些。

流層間阻礙流體相對錯動（變形）趨勢的能力稱為流體的黏性。

黏性剪下應力

相對錯動流層間的一對摩擦力即為黏性剪下力。

鄰層流體速度有差別（即

）時，二者之間必有摩擦力在作用。單位面積上的摩擦力稱摩擦應力，記為

。這個力對於較快流層而言是一個阻礙流動的阻力，對於較慢流層而言是一個推動流動的拉力。

牛頓提出，流體內部的摩擦應力

和速度梯度的關係為

比例常數記為

，則

上式稱為牛頓粘性定律。

稱為黏度，單位是kg/(m·s)。

黏性流體運動的基本性質

粘性流體運動的基本性質包括：運動的有旋性、漩渦的擴散性和能量的耗散性。

黏性的本質

流體分子在不停地進行著不規則的熱運動，不論流體是靜止狀態還是流動狀態。這種不規則的熱運動會使不同流層中的氣體質量進行交換，而流體各層速度不同的話，鄰層的兩個流體分子的動量也不同。鄰層之間既有質量交換，必有動量交換。快層流體分子由於熱運動跑到慢層流體分子中，便從快層流動帶走一份動量到慢層流動里，從而加快了慢層流體流動；反之，慢層流體分子由於熱運動跑到快層流體分子中，便從慢層流動帶走一份動量到快層流動里，從而減慢了快層流體流動。於是就產生了上文中的速度梯度。

所以，黏度

只決定於分子的熱運動速度，而流體的溫度正是分子熱運動的動能的一個直接標誌，因此同一流體的黏度只決定於流體的溫度，而與壓強無關。

液體和氣體的動力黏性係數隨溫度變化的趨勢相反，因為它們產生黏性的物理原因不同，前者主要來自於液體分子間的內聚力，黏度與溫度成正比；後者主要來自於氣體分子的熱運動，黏度與溫度成反比。

流體的分類

理想流體

理想流體是黏性可忽略的流體，又叫無黏流體。即

，

。

當流體粘度很小而相對滑動速度又不大時，黏性應力是很小的，即可近似看成理想流體。理想流體一般也不存在熱傳導和擴散效應。實際上，理想流體在自然界中是不存在的，它只是真實流體的一種近似模型。但是，在分析和研究許多流體流動時，採用理想流體模型能使流動問題簡化，又不會失去流動的主要特性並能相當準確地反映客觀實際流動，所以這種模型具有重要的使用價值。