
【化】 non-viscous flow
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【計】 negate; NOT; not that
【醫】 non-
mucosity; paste; stick; viscidity
【建】 mucopeptide
flow; flowage; fluxion; on the move; run; stream
【醫】 afflux; flow; fluxion; streaming movement
【經】 circulating; floating; flow
非粘性流動(Inviscid Flow)指忽略流體粘性效應的理想化流動模型。在該模型中,流體被視為無粘性(即黏度為零),其運動僅受慣性、壓力和重力影響,不産生剪切應力或耗散效應。該概念是流體力學理論分析的重要基礎,尤其在高速流動研究中具有實際意義。
無粘性假設
流體微團間無内摩擦力,切應力為零,運動方程簡化為歐拉方程:
$$ rho left( frac{partial mathbf{v}}{partial t} + mathbf{v} cdot abla mathbf{v} right) = - abla p + rho mathbf{g} $$
其中 $rho$ 為密度,$mathbf{v}$ 為速度矢量,$p$ 為壓力,$mathbf{g}$ 為重力加速度。該方程未包含黏性項,區别于納維-斯托克斯方程。
適用條件
當雷諾數($Re = rho U L / mu$)極高時(如高速氣流或大尺度流動),粘性影響遠小于慣性力,非粘性模型可近似實際流動,例如機翼繞流分析。
用于航空航天(超音速流動)、渦輪機械設計及勢流理論分析,可簡化計算并揭示流動分離、壓力分布等關鍵特性。
無法預測邊界層、流動分離點及阻力(因忽略粘性),需通過邊界層理論修正或耦合粘性模型。
該術語強調流體剪切應力的缺失,與理想流體(Ideal Fluid)常互換使用,但後者可能隱含不可壓縮性。
權威參考來源:
非粘性流動是流體力學中的一個重要概念,其核心特征是忽略流體内部的粘性力影響。以下是詳細解釋:
非粘性流動(也稱無粘流動)是一種理想化的流體運動模型,假設流體在運動過程中粘性系數為零或粘性力作用可忽略。這種模型常用于分析高速流動或粘性效應不顯著的情況,如航天器外部的空氣流動。
雖然非粘性流動本身是理想模型,但實際應用中常與以下非牛頓流體特性對比:
注:實際應用中需注意,真實流體都存在粘性,但當雷諾數足夠高時(如$Re > 10$),粘性力相對于慣性力可忽略,此時非粘性模型具有較高精度。
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