تاکنون مطالعات فراوانی به منظور بررسی نیرو‌ها و کوپل‌های وارد بر سطح المان‌های جامد و سیال انجام گرفته است که در حیطه مکانیک سیالات منجر به شکل‌گیری معادلات نویراستوکس شده است. با این حال، اکثر محققان به این نتیجه رسیده‌اند که این معادلات به دلیل عدم درنظرگرفتن تأثیرات تنش‌های کوپلی کامل نبوده و نیازمند اصلاح هستند. در این مقاله با استفاده از تئوری تنش-کوپل جدید معرفی شده، به حل تحلیلی معادلات میدان جریان میان دو لوله هم‌محور و جریان بر روی دیواره متخلخل پرداخته می‌شود. با محاسبه‌ی دو مؤلفه تانسور تنش نیرویی برای جریان میان دو لوله‌ی هم محور، نشان داده شده است که این تانسور بر خلاف تئوری کلاسیک متقارن نمی‌باشد. همچنین با بیان دو رابطه دقیق برای محاسبه‌ی پروفیل سرعت جریان در این دو هندسه و مقایسه آن با حل کلاسیک(با فرض عدم تأثیرات تنش کوپلی)، ملاحظه می‌شود که مقیاس طول یک پارامتر تأثیر گذار بر روی جریان‌های مقیاس کوچک است و با افزایش مقیاس طول مسأله، پروفیل سرعت سیال و نرخ جریان از حل کلاسیک فاصله می‌گیرند. به عبارتی دیگر، باکاهش ابعاد هندسی مسأله، وابستگی جریان سیال به طول به عنوان یک پارامتر اساسی (که قبلاً در روابط مشاهده نمی‌شد) افزایش می‌یابد. این نتایج برای بررسی جریان سیال در مقیاس‌های کوچک همچون بایوسیالات، سیستم‌های روغن‌کاری و میکروالکترومکانیکی کاربرد دارد.

واژه‌های کلیدی: تئوری تنش-کوپل، مقیاس طول، تانسور تنش نیرویی، سرعت، نرخ جریان

متن کامل [PDF 1196 kb]   (5599 دریافت)