无粘性流

无黏性流（英语：inviscid flow）是指没有黏度的理想流体产生的流场^[1]。

无黏性流的黏度趋近于零，因此雷诺数会趋近无限大。若忽略黏滞力时（就像无黏性流的情形），描述流体力学的纳维-斯托克斯方程会简化成欧拉方程。简化后欧拉方程可以适用于无黏性流，前提是流体的黏度低，雷诺数远大于1。利用欧拉方程可以求解许多低黏度时的流体力学问题。但是，若在固体边界附近的流场（边界层），或是有明显速度梯度的流场（速度梯度是因为黏滞力造成的），黏度可以忽略的假设就不适用了^[1]^[2]^[3]。

超流体的流场就是无黏性流^[4]。

无黏性流又可以再分类为无旋性的位流，以及有旋性的无黏性流。

雷诺数[编辑]

雷诺数（Re）是常用在流体力学以及工程上的无因次量^[5]^[6]。最早是由乔治·斯托克斯在1850年提出，后来阿诺·索末菲在1908年为此概念命名，之后因为奥斯鲍恩·雷诺而为大家所知^[6]^[7]^[8]。雷诺数的公式如下：

$Re={l_{c}v\rho \over \mu }$

符号	说明	单位
$l_{c}$	特征长度	m
$v$	流体速度	m/s
$\rho$	流体密度	kg/m³
$\mu$	流体粘度	Pa*s

雷诺数代表流体中惯性力相对于粘滞力的比例，在判断粘滞力的相对重要程度时相关有用^[5]。无粘性流中粘滞力为0，因此雷诺数为无限大^[1]。若粘滞力可忽略时，雷诺数远大于1^[1]。此时，可以假设是无粘性流，以简化流体动力学的问题。

无黏性流不适用的情形[编辑]

许多的流场中黏滞力的影响很小，可以近似为无黏性流，但在许多情形下，无法省略黏滞力的影响。在流场边界附近因为有边界层，即使黏度很小，会增强黏滞力的效果。在一些高雷诺数的流场中也会出现紊流，是能量被黏滞力耗散之前，转换为越来越小幅度运动的现象^{[来源请求]}。

参考资料[编辑]

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^ Clancy, L.J., Aerodynamics, p.xviii
^ Kundu, P.K., Cohen, I.M., & Hu, H.H., Fluid Mechanics, Chapter 10, sub-chapter 1
^ S., Stringari. Bose-Einstein condensation and superfluidity. Oxford University Press. 2016. ISBN 9780198758884. OCLC 936040211.
^ ^5.0 ^5.1 L., Bergman, Theodore; S., Lavine, Adrienne; P., Incropera, Frank; P., Dewitt, David. Fundamentals of heat and mass transfer. Wiley. 2011-01-01. ISBN 9780470501979. OCLC 875769912.
^ ^6.0 ^6.1 Rott, N. Note on the History of the Reynolds Number. Annual Review of Fluid Mechanics. 2003-11-28, 22 (1): 1–12. Bibcode:1990AnRFM..22....1R. doi:10.1146/annurev.fl.22.010190.000245 （英语）.
^ Reynolds, Osborne. An Experimental Investigation of the Circumstances Which Determine Whether the Motion of Water Shall Be Direct or Sinuous, and of the Law of Resistance in Parallel Channels. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1883-01-01, 174: 935–982. Bibcode:1883RSPT..174..935R. ISSN 0261-0523. doi:10.1098/rstl.1883.0029  （英语）.
^ Stokes, G. G. On the Effect of the Internal Friction of Fluids on the Motion of Pendulums. Transactions of the Cambridge Philosophical Society. 1851-01-01, 9: 8. Bibcode:1851TCaPS...9....8S.

文献[编辑]

Clancy, L.J. (1975), Aerodynamics, Pitman Publishing Limited, London. ISBN 0-273-01120-0
Kundu, P.K., Cohen, I.M., & Hu, H.H. (2004), Fluid Mechanics, 3rd edition, Academic Press. ISBN 0-12-178253-0, ISBN 978-0-12-178253-5

[:03-1] 1.0 ^1.1 ^1.2 ^1.3 E., Stewart, Warren; N., Lightfoot, Edwin. Transport phenomena. Wiley. 2007-01-01. ISBN 9780470115398. OCLC 762715172.

[2] Clancy, L.J., Aerodynamics, p.xviii

[3] Kundu, P.K., Cohen, I.M., & Hu, H.H., Fluid Mechanics, Chapter 10, sub-chapter 1

[:0-4] S., Stringari. Bose-Einstein condensation and superfluidity. Oxford University Press. 2016. ISBN 9780198758884. OCLC 936040211.

[:2-5] 5.0 ^5.1 L., Bergman, Theodore; S., Lavine, Adrienne; P., Incropera, Frank; P., Dewitt, David. Fundamentals of heat and mass transfer. Wiley. 2011-01-01. ISBN 9780470501979. OCLC 875769912.

[:3-6] 6.0 ^6.1 Rott, N. Note on the History of the Reynolds Number. Annual Review of Fluid Mechanics. 2003-11-28, 22 (1): 1–12. Bibcode:1990AnRFM..22....1R. doi:10.1146/annurev.fl.22.010190.000245 （英语）.

[:1-7] Reynolds, Osborne. An Experimental Investigation of the Circumstances Which Determine Whether the Motion of Water Shall Be Direct or Sinuous, and of the Law of Resistance in Parallel Channels. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1883-01-01, 174: 935–982. Bibcode:1883RSPT..174..935R. ISSN 0261-0523. doi:10.1098/rstl.1883.0029  （英语）.

[8] Stokes, G. G. On the Effect of the Internal Friction of Fluids on the Motion of Pendulums. Transactions of the Cambridge Philosophical Society. 1851-01-01, 9: 8. Bibcode:1851TCaPS...9....8S.

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雷诺数[编辑]

无黏性流不适用的情形[编辑]

相关条目[编辑]

参考资料[编辑]

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