سیال

سیال شاره یا سَیّال، یکی از حالت‌های وجود ماده است و شامل مایعات، گازها، پلاسما و تا حدی جامدات پلاستیک می‌شود. شاره ماده‌ای است که تحت اثر یک تنش برشی هر چند هم که کوچک باشد، بی وقفه تغییر شکل دهد. سایر مواد به جز مواد شاره (شاره‌ها) در این تعریف نمی‌گنجند. براساس یک تعریف جامع‌تر، شاره به ماده‌ای گفته می‌شود که تحت نیروی برشی به‌طور پیوسته تغییر شکل می‌دهد بدین معنا که تا زمانی که نیروی برشی به شاره وارد می‌گردد دائماً آن ماده تغییر شکل می‌دهد. تمام شاره‌ها ویژگی روان شدن را دارند و بر خلاف جامدات در برابر تغییر شکل مقاومت نمی‌کنند (به اصطلاح رایج «شکل ظرفی را که در آن قرار دارند به خود می‌گیرند».) یکی دیگر از ویژگی‌های شاره‌ها چسبندگی و یا لزجت می‌باشد. لزجت عامل پیوستگی ذرات شاره می‌باشد. هر چقدر شاره‌ای لزجتر باشد، ویژگی‌های شاره گونه آن کمتر است. (مانند عسل به طور مثال سخت‌تر روان می‌گردد) انواع شاره‌ها شاره‌ها در یک نگاه کلی به شارهٔ نیوتنی و غیر نیوتنی تقسیم‌بندی می‌شوند. شاره‌های نیوتنی سیالاتی هستند که در آن‌ها تنش برشی متناسب با تغییرات کرنش برشی است. ثابت تناسب در این حالت لزجت شاره می‌باشد. تقریباً هیچ شارهٔ نیوتنی در واقعیت وجود ندارد و این تنها فرضی برای ساده‌سازی می‌باشد که البته در بسیاری از محاسبات، تقریب خوبی به شمار می‌رود. در طرف دیگر شاره‌های غیر نیوتنی قرار می‌گیرند که رابطه بین تنش و نرخ کرنش در آن‌ها خطی نیست و می‌تواند با افزایش تنش، شاره رقیقتر و یا غلیظتر گردد. در دستهٔ دیگری از شاره‌های غیر نیوتنی، پارامتر لزجت به زمان نیز وابسته است. به بیان دیگر برای این شاره‌ها تا حدی حافظه تنشی مانند جامدات وجود دارد.[۱] مکانیک شاره‌ها دانش شاره‌ها به بررسی رفتار و واکنش‌های شاره بر اثر نیروهای وارد بر آن می‌پردازد. به طور کلی شاره‌ها در دو حالت استاتیکی و دینامیکی بررسیده‌می‌شوند. رفتار دینامیک شاره‌ها را می‌توان با معادلات ناویه-استوکس توصیف نمود. معادله ناویه استوکس یک دستگاه از معادلات دیفرانسیل پاره‌ای است که از قانون‌های زیر بدست آمده‌اند: پیوستگی (بقای ماده) پایستگی تکانه خطی پایستگی تکانه زاویه‌ای پایستگی انرژی شخصی ...