流體力學相似準數
fluid mechanics,similarity parameters for
根據相似理論,在保持幾何相似的前提下,兩個規模不同的流動保持相似的條件是,所有對流動有影響的上述無量綱組合量必須保持對應相等,故它們稱為相似準數。將流動的基本方程無量綱化或根據π定理,都能導出相似準數。實際流動總是受多個物理效應制約,因而可導出多個相似準數。但對某一具體流動,或涉及流動的某一具體方面,通常只有一、二個相似準數起主導作用,如粘性流動中是雷諾數,可壓縮流動中是馬赫數等。流體力學實驗研究主要採用相似實驗的方式,因此必須確定實驗中有哪些相似準數起作用,哪些是主要的,應保持主要相似準數與實際流動時的相等。若實驗不能保證主要相似準數相等,則必須對實驗結果進行修正。例如,由於雷諾數包含了尺度因子,利用縮尺模型進行實驗時,保持雷諾數與實際時的相等是非常困難的,因而對雷諾數影響比較大的實驗結果(主要是阻力方面的數據)應予以修正。流體力學中常用的相似準數如下表:表中,ρ為流體密度;v為特徵速度;L為特徵長度;μ為粘度;c為聲速;g為重力加速度;ι為氣體分子平均自由程;υ為運動粘性係數;cp為定壓比熱容;k為熱導率;Ω為流體鏇轉角速度;f為科里奧利參數。
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