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流体力学

雷诺数计算器

计算 Re,再查看哪些参数会改变它。明确长度定义,对照基准,规划模型实验。

10⁻¹ m · ≈ 10 cm(翼型弦长) · Re = ρUL/μ = UL/ν · 无量纲 · 牛顿流体参考

3 / 7

定义流动

01
黏度输入方式

采用 NASA 在 15 °C、101.3 kPa 下的取整参考值,不含温度模型。

10 m/s

0.1 m

使用从前缘到后缘的弦长 c,以及自由来流速度。

1.229 kg/m³

0.0000173 Pa·s

记录温度、压力、物性来源及 U、L 的测量方式。分享链接和导出文件会保留此备注。

查看结果

02

雷诺数 Re

71,040

无量纲,显示值保留 5 位有效数字。

10 × 0.1 / 1.4076e-5 = 71,040

SI 单位核对:U 使用 m/s,L 使用 m,ν 使用 m²/s。两种公式均满足 ν = μ/ρ。

Uc
长度定义示意图

外流判断需要更多条件

按弦长、直径或距离计算的 Re,没有统一的转捩阈值。粗糙度、压力梯度、角度和来流湍流会改变边界层与尾流。

只改变一个参数

03

每行只改变一个输入,其余输入保持不变。

变化Re 倍率变化后的 Re
速度 U 加倍×2142,080
长度 L 减半×0.535,520
动力黏度 μ 加倍×0.535,520
密度 ρ 加倍×2142,080

改变尺寸,保持 Re

04

流体相同且几何相似时,U模型 = U / 尺寸比例。半尺寸模型需使用两倍速度,才能匹配 Re。

匹配速度:20 m/s

Re 相同只是相似条件之一,还可能需要考虑可压缩性、粗糙度、自由表面和三维几何形状。

与基准对照

保存一次计算,改变输入后再对照。分享链接和 JSON 会包含基准。

尚未保存基准。可以先保存示例,再将特征长度减半。

理解数值

公式相同,长度定义不同

Re 比较惯性与黏性作用。先确定实验温度、压力下的流体物性,再选择与几何形状相符的速度和长度。计算器会将使用的输入转换成 SI 单位后计算。

管内流动

使用管道内径和截面平均流速,不要使用管道总长度。这里的近似范围来自 OpenStax。其他约定常用 2300 和 4000;这些数值都不是与入口条件、粗糙度和扰动无关的精确边界。

阅读 OpenStax 圆管流动指南

外流

使用翼型弦长、圆柱或球体直径,或者距平板前缘的距离。记录这个定义,才能有效对照。边界层转捩和尾流行为需要更多信息,因此本计算器不提供统一的外流阈值。

NASA Glenn 黏度与相似性说明

确认物性的来源

空气预设采用 NASA Glenn 在 15 °C、101.3 kPa 下的取整参考值。水预设采用 OpenStax 的 20 °C 黏度,密度粗略取 1000 kg/m³。两者都是教学参考值,没有物性拟合。实测实验应输入同一条件下有来源的密度和黏度。本计算器不模拟非牛顿流体或流动过程中变化的物性。

空气参考资料 · 水黏度参考资料 · 密度参考资料

到风洞中继续探索

保存基准,只改变速度或长度,查看 Re 比值。在风洞中固定控件,比较不同形状的尾流。风洞的速度、尺寸和平滑度控件不对应这里计算的 Re。可视化求解器展示定性流动图案,不能提供校准后的工程阻力或升力系数。

雷诺数常见问题

雷诺数的公式是什么?

Re = ρUL/μ;已知运动黏度时使用 Re = UL/ν。其中 ν = μ/ρ。使用一致单位,结果为无量纲数。

应该使用哪种特征长度?

圆管使用内径和平均流速;翼型使用弦长;圆柱或球体使用直径;平板局部雷诺数使用距前缘的距离。

雷诺数能给出阻力系数吗?

Re 不能单独决定阻力,几何形状、角度、表面粗糙度和流动条件也会影响阻力。链接的风洞是定性演示,没有校准后的雷诺数或工程阻力系数。

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