¿Cómo el esfuerzo cortante fluido no es una función de la rugosidad de la superficie?

Answer 1

Aquí hay una tabla de Moody:

Muestra el factor de fricción en función del número de Reynolds para diferentes grados de rugosidad de la superficie. La resistencia a la fricción ciertamente depende de la aspereza cuando el flujo es turbulento. Pero agregó una restricción de que el flujo es laminar. En ese caso, el arrastre viscoso domina y la capa límite es mucho más gruesa que la rugosidad que la rugosidad no importa.

Las ecuaciones de Navier-Stokes tratarían la aspereza como parte del límite. Las ecuaciones mismas se aplican en el fluido. Si modelaste el flujo usando Navier-Stokes puro, entonces tendrías que modelar todas las pequeñas protuberancias y calcular el flujo a su alrededor y tener una malla increíblemente fina. Los ingenieros simplificamos las cosas para que no tome años modelar el flujo en una tubería. Por supuesto, en algún nivel, las ecuaciones NS también son una simplificación, solo que no tan simplificadas como el flujo a través de una tubería usando un Diagrama Moody.