如何通俗地理解「非牛顿流体」，这种流体的特性有何特性？ 第1页

非牛顿流体， 其实就是不属于『牛顿流体』的流体。

所以，首先你要弄明白啥叫『牛顿流体』。

我们大家在中学学习的时候，粗略的学习过『液体』的概念，我们知道液体物体的一种没有固定形状，并且具有流动性的物体状态。

而为了更进一步研究，我们把具有流动性，可以连续变形的物体称之为『流体』，气体和液体统统属于流体。其中还包括一些看起来很像是固体，但实际具有流动性的高黏度流体，比如沥青！

那么，固体和流体最根本的区别就是固体在施加应力后会发生弹性形变，在撤去弹性形变后，固体会恢复原状。而当你对固体施加压力是，因为弹性形变的缘故，固体会对你产生一个稳定的支撑力。 所以，你可以站在地面上.

而对于流体，当你对流体施加一个应力后， 流体并不会保持自己的形状，而是向四面八方进行流动。所以流体并不会像固体那样可以给予稳定的支撑力。这是大家日常生活中最常见，最直观的概念。

但是，流体虽然不具备保持自己形状的能力，这并不代表当你对流体施加应力的时候，流体不会产生阻力。当你用手拍水的时候，你可以明显感觉到水给你的阻力。

而越粘稠的流体，给你的阻力越大，而越稀的阻力越小，这个称之为流体的黏度。

那么，由于流体是不具有弹性的，所以流体产生的阻力并不是因为弹性形变，

而是由于，当你对流体施加一定的应力时，流体会发生流动，但是，流体各个部分流动的速度并不相同，不同流层直接流速不同，于是就产生了摩擦力，这个摩擦力就是流体阻力的原因。

不同种类的流体，流层之间流动的情况都不相同。研究不同流体的黏度模式则是流体力学中主要研究课题之一，而牛顿粘性定律率先描述了一种变化，即：

其中 为流体所受的剪应力（单位面积上所受的力）， 为流体在垂直方向上的速度变化率。 为流体的黏度。

的含义是，我们在流体内部取一个小液元(dx,dy)，液体流动速度在y轴上的分量即为du, 由于液体黏性是不同液层之间的速度差导致的，所以应力和垂直速度变化率成正比。

也就是说，流体所承受的应力和流体垂直方向的速度变化率成正比，而比例系数 即为液体的黏度。

所以现在就很简单了，凡是符合上面『牛顿粘性定律』的流体，就是牛顿流体，常见的有水，空气。

凡是不符合『牛顿粘性定律』的液体，都称之为『非牛顿流体』

而分牛顿流体实际上具有很多种，

首先，可以分为纯粘性和粘弹性流体两大类。

我们知道，弹性是固体的性质，具有恢复形变的能力。而粘性是流体的性质。而同时具有粘性和弹性的流体称之为『弹粘性流体』， 最常见的是鸡蛋的蛋清，蛋清其实是是具有一定的恢复原来形状的能力的，但是又具有流体的性质。

而纯粘性流体又分为『非时变性流体』和『时变性流体』两大类。

时变性流体即流体的黏度会随着时间变化而变化。非时变性流体则是流体的黏度不随时间变化。

非时变流体最为常见，其中又分为『剪切增稠』，『剪切稀化』两大类。

剪切增稠流体，就是我们在各种视频网上经常看到的，被称之为『非牛顿流体』的流体，实际上只能算是非牛顿流体的中一类而已。

一般来说，流体中大量含义固体颗粒的流体，均体现为剪切增稠的特性。

这是因为，在施加外力很小，流体流动速度很小的情况下，流体中的固体小颗粒速度很小，固体小颗粒相互紧密结合，相对摩擦力较小，此时流体的黏度非常小。

而当突然施加大的应力，流体层间流动速度非常快的时候，固体颗粒开始运动，固体小颗粒间间隙变大，固体小颗粒流动时摩擦力变大，从而使得流体的黏度瞬间变大。

这种流体的简应力不在和垂直液体流动速度的变化成正比，故而是『非牛顿流体』。

除此之还有一种与之相反的『剪切稀化』流体， 也就是流体的黏度，随着应力增加而减小的流体。常见的番茄酱，奶油，均属于剪切稀化流体。

除此之外还有一种称之为『宾汉流体』的非牛顿流体。宾汉流体的特点是，当低应力的情况下，黏度非常大，几乎表现为刚性，而在高应力下，流体又突然表现为牛顿流体。 常见的宾汉流体有，『牙膏』，『花生酱』。

所以，没必要被『非牛顿流体』这个专业术语所吓到，这是一个研究流体力学和材料力学中使用到的术语而已，实际上日常生活中能见到的非牛顿流体非常多。我们日常生活中能看到的，又像液体又不像液体的东西，基本上都是非牛顿流体！