从动量方程得来的无量纲参数
)]([)]([
)]([
x
v
y
u
yx
u
x
u
x
y
v
x
u
xx
p
f
y
u
v
x
u
u
x
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
??
????
? 在方程 (2-6-1)里 ?,u,p,x,y都是有量纲的参数,比如
[?]=kg/m2
? 让我们一如以下的无量纲量,
? ?’ ??/?? u’ ?u/u? v’ ? v / v? t’ ? t / t ? p’
? p / p ?
? f x’ ? f x /f x? ?’ ??/?? x’ ?x/C y’ ? y
/C
? 其中 ??,u ?,p ?,? ?,f ?以及 都是参照值,比如可以
取自由流 ? 的值,
? t 0是一个给定的参照时间长,
? L是参照长度,如对翼型来说就是玄长,
? 把上式中的各项用无量纲量代替并除以 ??v?2 /L ?
??
??
?
?
???
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
Re
11
)]([
)(
22
2
2
?
?
??
?
?
??
?
Cu
Mu
p
x
v
y
u
yC
u
x
p
C
p
y
u
v
x
u
u
C
u
? 式中的特征物理量组成了几个重要的无量纲量
? 雷诺数 (Reynolds number)
? 斯特劳哈数 (Strouhal number)
?
? 弗劳德数 (Fround number)
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
?
)]([)([)(
)]([)(
)('
'
'
'
'
'
''
'
'
'
'
'
00
0
'
'
'
'
'
'
00
0
'
'
00
0
0
0
'
'
''
'
'
'
'
'
00
0
2
2
22
y
v
x
u
yx
u
x
u
xLV
y
v
x
u
xLV
x
p
V
P
f
V
Lf
y
u
v
x
u
u
t
u
Vt
L
x
??
?
?
?
?
?
?
??
SttVL ?
0
Fr
tV
V ?
0
0
Re
0
000 ?
?
? LV
M0是马赫数,定义为,
M 0=V0 / a0
用无量参纲数壁表示的动量方程就可以写成
) ] }([
)]([{
Re
1
)]([
Re
1
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
0
'
'
'
'
'
0
'
'
0
'
'
''
'
'
'
'
'
x
v
y
u
y
x
u
x
u
x
y
v
x
u
x
x
p
M
F r f
y
u
v
x
u
u
t
u
St
x
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
? 考察方程可以得到许多重要知识,如果对
两个不同形状的物体的绕流进行互相比
较,
? 一个是比热比,马赫数,
? 另一个相应参数为雷诺数,
? 方程对两种流动都成立,,应当无量纲数相

能量方程得来的无量纲参数
? P0=?0RT0,于是对于绕实物的流动也好,对绕模型
的流动也好,把它们满足的状态方程无量纲化 (除
以上面特征量满足的方程 )都可以得到,
? p’ = ?’ T’
? 对于完全气体,热焓 h=Cp T,
? 我们在改写能量方程式 (2— 26)时,根据传热计算
的经验, 采用下式来把温度 T无量纲化
? T-T=(Tbm-T0)T’
? 式中 T0为参 考温度, 例如可取为自由流温度,
Tbm为壁面特征温度 。 这样, 当两个流动的粘性
系数比值相等时;对于绕实物的流动, 方程改写

'
)()( ''
0
000
dt
TCd
t
TTC pbmp ??
')'(
)(
2
''''
2
00
'
'
0
0 ??
L
Tk
L
TTk
dt
dp
t
p bm
????
?
??
上方程两边除以表示能量的量
纲 V02并乘以 t0
'
)()( ''
2
0
00
dt
TCd
V
TTC pbmp ?
'
2
0''''
22
00
0000
'
'
2
00
0 )()( ?
?
?
?? L
t
Tk
Lv
TTkt
dt
dp
v
p bm
????
?
??
2
0
000 )(
v
TTCp bm ?称为艾克特数 (Eckert
number)
右边第二项的系数
L
kStEc
L
k
LVL
Vt
v
CpTT
Lv
TTkt bmbm
0
0111
0
0
00
000
2
0
00
22
00
0000 Re)()
???
?
? ???????
??? ???
L
k
0
0
?
称为普朗特数 Pr (Prandtl Number)
相似参数的定义有一定的任意性, 例如, 也
可以把普朗特数和雷诺数相乘来定义一个贝克莱 (Peclet)数
Pe,
0
000
k
CLv p?
边界条件 努瑟尔数
'
2
020202
202
'
2
'
2'
2
)(
bm
bm
bm
bm
q
TTk
Lq
n
T
k
?
???
?
?
??
?
?
?
?
?
)( 000
0
TTk
Lq
Nu
bm
bm
?
?