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Physique · পরিভাষা

Nombre de Reynolds কী?

Définition 4.5 Physique universitaire — 2e année · অধ্যায় 4 — Écoulements visqueux

Pour un écoulement de vitesse caractéristique UU et de longueur caractéristique LL, le nombre de Reynolds

Re=ρULη=ULν\mathrm{Re} = \frac{\rho UL}{\eta} = \frac{UL}{\nu}

est le rapport des ordres de grandeur du terme d’inertie ρ(v→⋅grad→⁡)v→∼ρU2/L\rho(\vect v\cdot\operatorname{\vect{grad}})\vect v \sim \rho U^2/L et du terme visqueux ηΔv→∼ηU/L2\eta\Delta\vect v \sim \eta U/L^2 dans l’équation de Navier–Stokes. À Re≪1\mathrm{Re} \ll 1 l’inertie est négligeable et l’écoulement est rampant (visqueux, réversible, régulier) ; à Re≫1\mathrm{Re} \gg 1 la viscosité est négligeable sauf au voisinage des parois et l’écoulement est celui d’un fluide parfait — jusqu’à ce que, au-delà d’un seuil de l’ordre de 10310^3 (environ 20002000 à 30003000 dans une conduite, sur le diamètre), il devienne turbulent : non stationnaire, chaotique, plein de tourbillons à toutes les échelles. Entre les deux, un écoulement est laminaire : stationnaire et en couches.

উদাহরণ

Exemple 4.6 (Nombres de Reynolds d’écoulements courants)

Une bactérie (1 µm1\,\text{µ}\mathrm{m}, 30 µm/s30\,\text{µ}\mathrm{m}/\mathrm{s}, dans l’eau) : Re=3×10−5\mathrm{Re} = 3 \times 10^{-5} — elle vit dans un monde sans inertie, où arrêter son flagelle l’arrête en un diamètre atomique. Le sang dans un capillaire : 10−310^{-3} ; un grain de poussière qui tombe : 10−210^{-2} ; un poisson rouge : 10310^3 ; un nageur : 10610^6 ; une voiture à 30 m/s30\,\mathrm{m}/\mathrm{s} (4 m4\,\mathrm{m}) : 8×1068 \times 10^6 ; un avion de ligne : 10810^8 ; le Gulf Stream : 101110^{11}. Deux écoulements de même géométrie et de même nombre de Reynolds sont semblables : c’est ce qui permet d’essayer une maquette de 1 m1\,\mathrm{m} de navire en bassin des carènes, ou un avion en soufflerie.

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