استفاده از تئوری تنش-کوپل جدید در حل دقیق جریان محوری میان دو لوله و جریان بر روی دیواره متخلخل

تاکنون مطالعات فراوانی به منظور بررسی نیرو ها و کوپل های وارد بر سطح المان های جامد و سیال انجام گرفته است که در حیطه مکانیک سیالات منجر به شکل گیری معادلات نویراستوکس شده است. با این حال، اکثر محققان به این نتیجه رسیده اند که این معادلات به دلیل عدم درنظرگرفتن تأثیرات تنش های 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 هم محور و جریان بر روی دیواره متخلخل پرداخته می شود. با محاسبه ی دو مؤلفه تانسور تنش نیرویی برای جریان میان دو لوله ی هم محور، نشان داده شده است که این تانسور بر خلاف تئوری کلاسیک متقارن نمی باشد. همچنین با بیان دو رابطه دقیق برای محاسبه ی پروفیل سرعت جریان در این دو هندسه و مقایسه آن با حل کلاسیک(با فرض عدم تأثیرات تنش کوپلی)، ملاحظه می شود که مقیاس طول یک پارامتر تأثیر گذار بر روی جریان های مقیاس کوچک است و با افزایش مقیاس طول مسأله، پروفیل سرعت سیال و نرخ جریان از حل کلاسیک فاصله می گیرند. به عبارتی دیگر، باکاهش ابعاد هندسی مسأله، وابستگی جریان سیال به طول به عنوان یک پارامتر اساسی (که قبلاً در روابط مشاهده نمی شد) افزایش می یابد. این نتایج برای بررسی جریان سیال در مقیاس های کوچک همچون بایوسیالات، سیستم های روغن کاری و میکروالکترومکانیکی کاربرد دارد.