非ニュートン流体のソースを表示

{{出典の明記|date=2011年7月}}
'''非ニュートン流体'''（ひニュートンりゅうたい、{{lang-en-short|Non-Newtonian fluid}}）は、[[流れ]]の[[剪断応力]]（接線応力）が流れの[[速度]][[勾配 (ベクトル解析)|勾配]]（ずり速度）に比例しない[[流体]]のこと。

[[ニュートンの粘性法則]]に従わない流体の総称を指し、この流れのことを'''非ニュートン流動'''（{{lang-en-short|non-Newtonian flow}}）という。また、同法則に厳密に従う流体のことを'''[[ニュートン流体]]'''という。

== 構造 ==
非ニュートン流体のミクロな構造は、Merrillによって以下のように分類されている。各分類において所属物質をほぼ包括した特性があることが指摘されている<ref>{{cite|和書 |author=城塚正 |author2=平田彰 |author3=村上昭彦 |title=移動速度論 |publisher=オーム社 |year=1966 |isbn=4-274-11910-6 |page=174}}</ref>。
* 巨大分子が液状として存在する。
** 不規則性螺旋非電解巨大分子の溶液
**: [[ポリスチレン]]、[[ポリメタクリル酸メチル]]、[[ポリイソブチレン]]、[[ポリ塩化ビニル]]、[[ポリ酢酸ビニル]]、[[酢酸セルロース]]、[[メチルセルロース]]、[[ゴム]]様高分子の溶液
** 不規則性螺旋電解巨大分子の溶液
**: [[カルボキシメチルセルロース|CMC]]、{{仮リンク|カーボポール|en|Carbopol}}、[[アルギン酸ナトリウム]]、[[アルギン酸アンモニウム]]、ポリメタアクリル酸のナトリウム塩の溶液
** 不規則性螺旋巨大分子の塊
**: 溶融高分子
** 硬直巨大分子の溶液
**: [[アルブミン]]、[[グロブリン]]などのたんぱく質、DNAポリペプチドの溶液
** 巨大分子の集合体
**: [[デンプン|澱粉]]の分子成分、[[ポリ塩化ビニル]]溶液
* 固体粒子が[[懸濁液|懸濁]]状で液体中に存在する。
* 低分子成分の液中で、剪断応力が大きいため局所分子配列がかく乱されるもの。

== モデルと分類 ==
[[File:Non-Newtonian fluid.PNG|thumb|right|300px|Classification of fluids based on the stress vs. rate of strain relationship.]]
非ニュートン流体のモデル（[[構成式]]）として、次式が考えられている：
:<math> \tau_{xy} = \tau_\mathrm{o} + \eta \left( {\partial u_x \over {\partial y}} \right) ^n</math>

ここで、&tau;{{sub|''xy''}} は剪断応力（接線応力）、&tau;{{sub|o}} は[[降伏 (物理)|降伏]]強度、&eta;は'''非ニュートン粘性'''、&part;''u{{sub|x}}'' /&part;''y'' は流れの速度勾配（ずり速度、剪断速度）、''n'' は定数である。非ニュートン流体の性質は上式の指数''n'' によって次の3種に大別される：
;[[ダイラタンシー|ダイラタント流体]]（Dilatant Fluid）
:&tau;{{sub|o}} = 0 , ''n'' > 1
;擬塑性流体（Pseudoplastic Fluid）
:&tau;{{sub|o}} = 0 , ''n'' < 1
;ビンガム流体（Bingham Plastic）
:&tau;{{sub|o}} > 0 , ''n'' = 1

ダイラタント流体は流れが強くなるほど流動しにくくなる（速度勾配が大きいほど剪断応力が増加する）流体、擬塑性流体は流れが強くなるほど流動しやすくなる（速度勾配が大きいほど剪断応力の増加が減少する）流体、ビンガム流体は一定の剪断応力に達しないと流動を始めない特徴になる。これらは流れの弾性的な性質が表される。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}

=== 注釈・出典 ===
{{reflist}}

== 関連項目 ==
* [[チキソトロピー]]
* [[レオロジー]]
* [[HTHS粘度]]
* [[ちょう度]]
* [[とろみ]]
* [[動的弾性率]]

{{Physics-stub}}

{{Normdaten}}

{{DEFAULTSORT:ひにゆうとんりゆうたい}}
[[Category:粘度]]
[[Category:レオロジー]]
[[Category:連続体力学]]