什么是雷诺数？为什么模型和实物要尽量相似呢？

Question

如题所述

Answer 1

雷诺数一种可用来表征流体流动情况的无量纲数：Re=ρvd/μ。

其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例如流体流过圆形管道，则d为管道的当量直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。

物体在不可压缩粘性流体中作定常平面运动时，所有的无量纲数由两个参数确定：攻角α和雷诺数Re。为了实现动力相似，除了要求模型和实物几何相似外，还必须保证攻角和雷诺数相等。第一个条件总是容易实现的，而第二个条件一般很难完全满足。

特别是，当被绕流物体尺度比较大时，模型比实物小很多倍，就需要很大地改变流体绕流速度，密度和粘度。这在实际中是很困难的，因为在低速风洞中，风速的提高总是有一定限度的。所以相似律不能严格满足，只能近似实现。当然，这样做对空气动力学特性会有影响，例如，最大阻力系数要降低，最小阻力系数会升高等。

但是，只要实物的雷诺数Rep和模型的雷诺数Rem相差不太大，就可以利用某些经验方法加以修正，使实验结果在实践中仍能得到应用。当然最好的办法是建造巨大的、可在其中对真实飞机吹风的风洞，或建造压缩空气(密度较大)在其中作用的循环式闭口风洞，以便达到加大模型试验雷诺数的目的。