STAR-CCM+|雷诺数回顾

【1】引言

前序已经学习了 的基础知识，今天再学习一些更为基础的知识，回顾一下雷诺数 R e Re Re。

【2】雷诺数定义

雷诺数公式为：

R e

ρ v D μ Re=\frac{\rho vD}{\mu} Re=μρvD​
式中，

ρ \rho ρ——流体密度，单位 k g / m 3 kg/m^3 kg/m3

v v v——流体速度，单位 m / s m/s m/s

D D D——特征长度，单位 m m m

μ \mu μ——动力粘性系数，单位 k g / ( m ⋅ s ) kg/(m\cdot s) kg/(m⋅s)
值得注意的是，动力粘性系数 μ \mu μ的单位不仅有 k g / ( m ⋅ s ) kg/(m\cdot s) kg/(m⋅s)一种形式，还可以通过量纲推导获得：

k g ( m ⋅ s )

k g ⋅ m s 2 ( m ⋅ s ) m s 2

N m 2 s

N m 2 ⋅ s

P a ⋅ s \frac{kg}{(m\cdot s)}=\frac{kg \cdot \frac{m}{s^2}}{(m\cdot s)\frac{m}{s^2}}=\frac{N}{\frac{m^2}{s}}=\frac{N}{m^2}\cdot s=Pa \cdot s (m⋅s)kg​=(m⋅s)s2m​kg⋅s2m​​=sm2​N​=m2N​⋅s=Pa⋅s
又因为，定义运动粘度 ν \nu ν：

ν

μ ρ \nu=\frac{\mu}{\rho} ν=ρμ​

运动粘度 ν \nu ν的单位为：

k g ( m ⋅ s ) k g m 3

m 2 s \frac{\frac{kg}{(m\cdot s)}}{\frac{kg}{m^3}}=\frac{m^2}{s} m3kg​(m⋅s)kg​​=sm2​
此时的雷诺数表达式为：

R e

ρ v D μ

v D ν Re=\frac{\rho vD}{\mu}=\frac{v D}{\nu} Re=μρvD​=νvD​此外需要注意， D D D代表水力直径，最简单的计算方法是：

D

4 A P w D=\frac{4A}{P_w} D=Pw​4A​

A A A代表垂直流向的流道横截面积，单位 m 2 m^2 m2

P w P_w Pw​代表流道的湿周，就是在垂直流向的横截面上，流体与这个界面相接触的周长，单位是 m m m。
以管道流举例，已知流体在内部直径为 d d d的圆管内充盈流动，对应的 A

1 4 π d 2 A=\frac{1}{4}\pi d^2 A=41​πd2

P w

π d P_w=\pi d Pw​=πd计算获得水力直径 D D D：

D

4 A P w

d D=\frac{4A}{P_w}=d D=Pw​4A​=d

【3】雷诺数判断层流和湍流的常见实例

雷诺数的核心作用是判断流动式层流还是湍流，这里举例一些常见的例子，需要说明的是，这些例子主要适用于牛顿流体。

【4】细节说明

上述雷诺数相关的内容，均主要适用于牛顿流体。

【5】总结

回顾了雷诺数 R e Re Re的相关知识。