流体力学三大相似准则

发布网友发布时间：2023-09-23 10:34

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流体力学中的三大相似准则是：雷诺数相似性准则（Reynolds Number Similarity），马赫数相似性准则（Mach Number Similarity）和庞加莱对应准则（Péclet Number Similarity）。

1、雷诺数相似性准则（Reynolds Number Similarity）：该准则描述了在流体中的惯性力和粘性力之间的关系。雷诺数（Reynolds Number）是衡量流体中惯性力和粘性力相对重要性的无量纲参数。当两个流体流动具有相等的雷诺数时，它们会表现出相似的流动行为，如湍流特性、边界层特性等。

2、马赫数相似性准则（Mach Number Similarity）：该准则描述了在高速流动中压力和密度的相对影响。马赫数（Mach Number）是衡量流体流动速度与声速之比的无量纲参数。当两个流体流动具有相等的马赫数时，它们会表现出相似的压力分布和流动特性，如激波、冲击波等。

3、庞加莱对应准则（Péclet Number Similarity）：该准则描述了在传热和质量传递过程中对流和扩散的相对重要性。庞加莱数（Péclet Number）是衡量对流传热或质量传递与扩散传热或质量传递之间相对重要性的无量纲参数。当两个流体传热或质量传递流动具有相等的庞加莱数时，它们会表现出相似的传热或质量传递行为。

什么是流体力学

流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。

流体力学中研究得最多的流体是水和空气。它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和物理学、化学的基础知识。

流体力学有一些基本假设，基本假设以方程的形式表示。例如，在三维的不可压缩流体中，质量守恒的假设的方程如下：在任意封闭曲面（例如球体）中，由曲面进入封闭曲面内的质量速率，需和由曲面离开封闭曲面内的质量速率相等。（换句话说，曲面内的质量为定值，曲面外的质量也是定值）以上方程可以用曲面上的积分式表示。