Flusso di Stokes

In fluidodinamica il flusso di Stokes (dal nome di George Stokes), chiamato anche flusso di scorrimento o moto di scorrimento,^[1] è un tipo di flusso in cui le forze inerziali avvettive sono trascurabili rispetto alle forze viscose,^[2] che quantitativamente corrisponde ad avere un numero di Reynolds molto basso (${\displaystyle \mathrm {Re} \ll 1}$). Questa è una situazione tipica dei flussi in cui i moti del fluido sono molto lenti, la viscosità è molto elevata, o le scale spaziali sono molto piccole. Il flusso di scorrimento è stato inizialmente analizzato nello studio della lubrificazione. In natura questo tipo di flusso si verifica ad esempio nel nuoto di microrganismi e spermatozoi,^[3] o nelle colate laviche. In ambito tecnologico si verifica nella vernice, nei dispositivi MEMS e nel flusso di polimeri viscosi in generale.

Le equazioni del moto per il flusso di Stokes, chiamate equazioni di Stokes, sono una linearizzazione delle equazioni di Navier-Stokes, per cui possono essere risolte con diversi metodi ben noti per le equazioni differenziali lineari.^[4] La funzione di Green primaria dell'equazione di Stokes è lo Stokeslet, che corrisponde al caso di una forza puntuale singolare in un flusso di Stokes. Dalle sue derivate si possono ottenere altre soluzioni fondamentali.^[5] Lo Stokeslet fu derivato per la prima volta dal Premio Nobel Hendrik Lorentz, nel lontano 1896, e il nome fu coniato da Hancock nel 1953. Le soluzioni fondamentali in forma chiusa per i flussi instabili generalizzati di Stokes e Oseen, associate a moti traslazionali e rotazionali arbitrari dipendenti dal tempo, sono state derivate per i fluidi newtoniani^[6] e micropolari^[7].