Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
집 » Reynolds Number

Reynolds Number

1883
  • Osborne Reynolds
Laboratory scene illustrating fluid mechanics and Reynolds number applications.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

레이놀즈 수([latex]text{Re}[/latex])는 유체에서 무차원량입니다. 역학 레이놀즈 수는 관성력과 점성력의 비율을 나타내어 유동 양상을 예측하는 데 사용됩니다. 낮은 레이놀즈 수는 매끄럽고 질서 있는 층류를 특징으로 하며, 높은 레이놀즈 수는 혼란스럽고 와류가 많은 난류를 나타냅니다. 레이놀즈 수는 유체의 동적 거동을 파악하고 실험 규모를 조정하는 데 매우 중요합니다.

레이놀즈 수는 [latex]text{Re} = frac{rho u L}{mu} = frac{u L}{nu}[/latex]로 정의되며, 여기서 [latex]rho[/latex]는 유체 밀도, [latex]u[/latex]는 특성 속도, [latex]L[/latex]은 특성 선형 치수, [latex]mu[/latex]는 동역학 계수입니다. 점도, and [latex]\nu[/latex] is the kinematic viscosity. Inertial forces are related to the momentum of the fluid, which tend to cause fluid motion to persist, while viscous forces are frictional forces that tend to resist this motion and smooth out disturbances. When viscous forces dominate (low [latex]\text{Re}[/latex]), any perturbations in the flow are damped out, resulting in a smooth, layered laminar flow. Conversely, when inertial forces dominate (high [latex]\text{Re}[/latex]), small disturbances can grow and evolve into chaotic eddies and vortices, leading to turbulence.

층류에서 난류로의 전이는 갑작스럽게 발생하는 것이 아니라 일반적으로 레이놀즈 수의 범위에 걸쳐 일어납니다. 파이프 내 유동의 경우, 이러한 전이는 일반적으로 [latex]text{Re} approx 2300-4000[/latex] 부근에서 관찰됩니다. 이 전이는 실제적으로 매우 중요합니다. 예를 들어, 파이프 내 난류는 층류에 비해 마찰 손실이 훨씬 크고 펌핑에 필요한 동력도 훨씬 많습니다.

One of the most powerful applications of the Reynolds number is in the principle of dynamic similitude. If two geometrically similar flow situations have the same Reynolds number (and other relevant dimensionless numbers), their flow patterns will be dynamically similar. This allows engineers to test a small-scale model of an airplane in a wind tunnel and, by matching the Reynolds number, obtain results that accurately predict the aerodynamic forces on the full-scale aircraft.

UNESCO Nomenclature: 2210
역학

유형

추상 시스템

분열

상당한

용법

널리 사용됨

전구체

  • 나비에-스토크스 방정식
  • 점도에 관한 연구 뉴턴 그리고 포이쇠유
  • concept of dimensional analysis from fourier and others
  • 고트힐프 하겐의 층류 및 난류 흐름에 대한 초기 관찰

응용 프로그램

  • 난류를 제어하기 위한 항공기 날개 및 선박 선체 설계
  • 순환계 내 혈류 모델링
  • 석유 및 물 파이프라인 엔지니어링
  • 소규모 모델에서 풍동을 이용한 실제 크기로 유체 역학 문제를 확장하는 것
  • 화학공학에서의 혼합 공정

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

  • smart surfaces with adjustable micro-textures to actively control the reynolds number and reduce drag
  • ai-powered diagnostic tools that analyze blood flow turbulence from mri scans
  • weather models that better predict the formation of hurricanes based on atmospheric reynolds numbers
  • ultra-efficient chemical reactors that optimize mixing by controlling flow regimes
  • adaptive 무인 비행기 wings that change shape to maintain laminar flow across a range of speeds
  • self-cleaning pipes that induce periodic turbulence to scour away deposits
  • quiet computer cooling fans designed to operate just below the critical reynolds number
  • systems for predicting sand dune formation on mars
관련 개념: 레이놀즈 수, 층류, 난류, 무차원 수, 관성력, 점성력, 유체 역학, 동역학적 친화성.

역사적 맥락

Reynolds Number

1877
1880
1882-01-01
1883
1884
1887
1888
1876
1877
1880
1882-01-01
1884
1885
1887
1889

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

10년차 기념일

고화질 이미지 및 다운로드는 등록된 회원에게만 100% 무료로 제공됩니다.

> 로그인 <