非牛顿流体有哪些分类

流体的种类与特性：深入解析流体属性与流动类型

流体是日常生活中不可或缺的一部分，无论是空气、水、钻井液还是更为复杂的流体如泥石流、蠕变的盐膏层、石油、天然气等，都可以归为流体。为了更好地理解和研究这些流体，我们可以从以下几个方面来探讨其种类和特性。

一、流动类型分类

流体的流动可以根据不同的特性分为几大类。根据流体物理参数是否随时间改变，可分为定常流动和非定常流动。定常流动指的是流体流动过程及物理参数与时间无关，反之则为非定常流动。

二、雷诺数分类

根据雷诺数大小，流体可分为层流和湍流。雷诺数描述了流体层与层之间的相互影响。如果层与层之间存在相互干扰，且干扰力度随流动而加大，则称为湍流。否则为层流。要判断流体的流动类型是否超过临界雷诺数来判断。对于圆形管内流动，特征长度L取圆管的直径d。而对于异型管道内的流动，特征长度取水力直径dH。平板的外部绕流的特征长度则取沿流动方向的长度。

三、旋转性分类

根据流体是否旋转，可分为有旋流动和无旋（有势）流动。若流体质点自身做无旋转运动，则称为无旋流动，否则为有旋流动。值得注意的是，流体的旋转性与流线的形状无关。

四、粘度分类

流体还可以根据是否有粘度分为理想流体与粘性流体。忽略流体粘性的影响，可以将其视为无粘流体，即理想流体。理想流体中没有摩擦，也就没有耗散损失。真正的理想流体并不存在，但在某些特定情况下，某些流体的流动可以近似为理想流动。例如，在空气绕物体的流动中，除邻近物体表面的薄层外，其余区域可处理为理想流动。

五、内摩擦力分类

根据流体内摩擦力与剪切应变率是否为线性，可分为牛顿流体与非牛顿流体。牛顿流体的剪应力与应力变率遵循牛顿内摩擦定律。对于某些物质，剪应力可能依赖于应变，称为粘弹性流体。非牛顿流体的行为更为复杂，可能具有塑性特征，即有一个表现的屈服应力。

六、密度变化分类

根据流体密度是否会变化，可分为可压和不可压流体。流体的压缩性指的是其密度和体积在外界条件变化时发生变化。这些条件包括外部压强和温度的变化。在研究流体流动过程时，若考虑到流体的压缩性，则称为可压缩流动；若不考虑，则称为不可压缩流动。例如，马赫数较高的气体流动需要考虑其压缩性。

流体种类繁多，特性各异。为了更好地了解和掌握这些流体，我们需要深入研究其种类和特性，以便更好地应用于实际生产和科研中。