Re 的物理意义到底该怎么讲？

onesupeng

实际上，这个问题还是不容易几句话讲得大家都明白：
1、惯性力还是惯性的问题，我觉得这倒不是很重要。实际上如果从N-S方程的角度讲，原始的应该是M L/T^2 or M U^2/L 除以\mu U/L^2，当然是力的量纲。但是既然是相除，完全可以用无数种方法分子分母搞几个因子说出无数种定义，但最本质的东西不会改变。比如上下乘以L，那就是能量的量纲，一个是动能，一个是耗散（不一定非常准确），但也能如之前楼上说的一样，对某些问题作一番解释。
2、如果回到数学问题上，问题可能也更加复杂。比如圆柱绕流，Re很小的时候到很大，流体经历了对称无涡泡，对称有涡泡，涡泡不对称，卡门涡阶，湍流涡街，层流分离，湍流再附，湍流分离，湍流涡街重构等等过程，实际上也可以认为某个方程参数变化，方程的解以及解的性质发生变化而已，然后一堆是定性问题出来了，这稳定那不稳定，这分叉那混沌的。

所以Re的重要性在于，使得很多人有饭吃，有乐子，而不是到底代表什么。做流动物理的人可以用1挣饭吃，做数学的人可以用2混饭吃，高级一点的用1和2结合混饭吃，我们在这里扯淡有乐子。哪一天谁精明一点，可能会有更妙的吃饭的家伙。当然也可以扯出很多诸如Re决定其他特性如St，反过来决定能量耗散能量消耗，然后解释一堆东西，所谓生物进化了，飞行啦，游动了，心跳了，树叶掉了，纸片飘了，能想到的可能都会有人去做。

呵呵，还有更多的解释吗？

通流

从NS方程的角度上讲Re还是容易的。问题是学生能理解吗？或者说是教的人真的理解吗？遇到实际问题，能知道用Re？怎么估算Re？当一个物体有不少尺寸时，那个是该用的？

Re确实是养活了不少人。当年北航的高歌声称解决了紊流，引起了一大批院士的攻击。本来，一片有问题的论文不值得引起那样的反应。原因之一就是，那论文可是要砸别人的饭碗啊。

onesupeng

都跟你说了嘛，重要的意义之一就是你回一贴我顶一贴，哈哈，后面你肯定会顶，我知道

zwp

支持woodland

liuhuafeifei

没那么难理解。
看看NS方程就知道

d(den*U*U)/dx   = d(mu dU/dx) - dp/dx+..

不就是  den * U * U
比上    mu * du/dx
吗。
Re ＝ den *U *U/ [mu * (U/Dh)]
就这么简单。
有了Re数，代表流动的对流项和扩散项的相对大小不就有了吗，就可以对
流动现象分类了：什么stokes流等，层

通流

这东西说的简单。看看下面的一个例子。（这是我从过去的帖子里找出来的。还没有人回答。）

一个导弹一样的细长体 在空中有攻角的飞行。请问这个雷诺数怎么算哈。

Kingburg

俺觉得雷诺数可以衡量很多关系，最基本的是衡量了宏观运动输运过程和微观运动（一般热运动）之间的比，运动学定义下的Re是最简单的定义方式：
Re=U*L / (c*Namda)
U和L是宏观运动速度和尺度，两者乘积是代表宏观输运；
c是声速（气体中大致与分子运动平均速度同量级），Namda大致是分子运动平均自由长（气体中），两者乘积是代表微观输运；
因此Re最简单的定义代表了无量纲输运，实际是动量输运。同样的无量纲输运数还有热量（能量）的Peclet数，物质输运的无量纲扩散数。三者描述了输运过程中物质、动量、能量三个基本类。

基本定义后，可以把Re的描述范围上升。从动力学角度，Re等于运动学无量纲输运定义再乘上代表物质性质的粘滞系数Nu,就可以描述宏观力和微观力：
Re=U*L*Nu1 / (c*Namda*Nu)
Nu1为宏观运动粘滞。

或者通过基本定义再乘其他一些和物质有关的数，因此Re可以描述很多量，是流体中重要的无量纲数之一。

呵呵，俺的一家之言，从基本物理思考的。

xwz

原帖由 lcw 于 2009-12-5 23:39 发表

                               
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雷诺数中所指的惯性力，我认为是指流体偏离原来运动状态所具有的潜在能力，运动速度大的流体，其运动状态改变时，往往速度改变也大，会引起大的加速度，说明产生的惯性力也大；运动速度小的流体，其运动状态改变时， ...

言之有理！

remex

运动速度大的流体，其运动状态改变时，往往速度改变也大，会引起大的加速度


？？？？？？？？？？？？？？

不理解速度改变大，为啥加速度就要大？
速度改变小，加速度就会小么？？？？！

通流

速度大，加速度也大。这样的说法可能不太合理。应该是，速度大，对于同样的速度变动，动能变化也大。也就是说，对于同样的速度扰动，有更多的动能可以，需要被耗散。

[ 本帖最后由 通流 于 2010-10-20 15:23 编辑 ]

uesoft

原帖由 通流 于 2009-12-15 03:29 发表
这东西说的简单。看看下面的一个例子。（这是我从过去的帖子里找出来的。还没有人回答。）
一个导弹一样的细长体 在空中有攻角的飞行。请问这个雷诺数怎么算哈。

我觉得Fluent很容易解出来导弹的气动参数吧？要计算出来这个Re，也没什么意义吧？

remex

原帖由 通流 于 2010-10-19 20:06 发表

                               
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速度大，加速度也大。这样的说法可能不太合理。应该是，速度大，对于同样的速度变动，动量变化也大。也就是说，对于同样的速度扰动，有更多的动能可以，需要被耗散。

对于同样的速度扰动，有更多的动能可以，需要被耗散
这句能够明白，因为动能计算里边速度的指数是2

应该是，速度大，对于同样的速度变动，动量变化也大。
这句不大理解， 我觉得是同样的速度变动，动量变化一样才对

呵，不过我知道你要表达的意思了，上边是鸡蛋挑骨头了。很感谢你的回复
ps：加速度的计算里有时间参数，速度变化量的大小根本反映不出加速度的大小

应该是，速度大，对于同样的速度变动，动量变化也大。

[ 本帖最后由 remex 于 2010-10-20 15:21 编辑 ]

通流

抱歉。那是笔误。应该是动能。

hustxy

原帖由 通流 于 2009-12-4 13:10 发表

                               
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一般教材里都讲，雷诺数是惯性力与粘性力的比。

大学时，口试时，一个教授问我，那么在均匀流中，流体没有加速度，就没有惯性力。这时雷诺数的物理意义又这么解释呢？

怎么讲雷诺数的物理意义，到现在，我也不 ...

个人浅见：

1、惯性力是指当物体加速时，惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，若是以该物体为坐标原点，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上，因此称之为惯性力。因为惯性力实际上并不存在，实际存在的只有原本将该物体加速的力，因此惯性力又称为假想力。
2、均匀流是没有惯性力的，但粘性阻力是可以有的，因为在流向上无速度梯度，在法向上还是有的。没有粘性，就是理想流体了。
3、均匀流各力（重力、粘性阻力等）达到平衡，可以看作一个匀速运动的静力平衡体。
4、当RE高于临界RE时，流动为紊流，当RE很小时，粘性力占主要地位，形态为层流，当RE无穷小到0时，就成了达到均匀流的一个必要条件。此时流动互不混掺，甚至互不影响。
5、均匀流中RE=0，其物理意义是说明现有的流动状态会一直保持。

通流

当RE无穷小到0时，就成了达到均匀流的一个必要条件。此时流动互不混掺，甚至互不影响。
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这还有点难以理解。
Re=u*L/nu，要Re=0，必须
u=0, 或者 L=0, 或者 nu=无穷。

如果拿一个低雷诺数完全发展的管流来看，流体中的加速度为零，这时Re可不是零。