Un fluido ideale è un modello di fluido privo di viscosità. Nel modello ideale non esistono sforzi tangenziali interni dovuti all’attrito viscoso; la forza superficiale principale è la pressione normale alla superficie.
L’ipotesi non dice che il fluido reale sia davvero senza attrito. Dice che, in una certa regione del campo di moto, gli effetti viscosi possono essere trascurati rispetto a inerzia, pressione e forze di volume.
Equazioni associate
Il bilancio della quantità di moto per un fluido ideale è l’equazione di Eulero:
Con l’equazione di continuità, questa relazione descrive il moto inviscido. In regime stazionario, incomprimibile e lungo una linea di corrente, l’integrazione porta al principio di Bernoulli:
Quando è utile
| Contesto | Perché l’ipotesi può funzionare |
|---|---|
| flusso esterno lontano da pareti | la viscosità è concentrata nello strato limite |
| stime preliminari aerodinamiche | pressione e velocità dominano il bilancio globale |
| ugelli e condotti ideali | si separano effetti inviscidi e perdite reali |
| teoria del potenziale | il flusso è trattato come irrotazionale e non viscoso |
Il modello è particolarmente utile come riferimento: consente di capire la parte inviscida del problema e poi aggiungere correzioni per attrito, turbolenza, separazione e dissipazione.
Limiti
Il fluido ideale non descrive condizioni di aderenza alla parete, attrito di parete, strato limite, cadute di pressione distribuite, scia viscosa o resistenza d’attrito. Per includere questi fenomeni si usano le equazioni di Navier-Stokes o modelli ingegneristici derivati.
Un errore comune è usare “fluido ideale” come sinonimo di “fluido incomprimibile”. Sono ipotesi diverse: un fluido ideale è non viscoso; un fluido incomprimibile ha densità costante lungo il moto. Nei problemi elementari compaiono spesso insieme, ma non coincidono.
Vedi anche: Equazione di Eulero, Principio di Bernoulli, Equazioni di Navier-Stokes, Fluido incomprimibile, Viscosità, Strato limite.