無黏流

無黏流是指不考慮黏性影響的流動。

絕大部分流體是有黏性和熱傳導性的，只是在邊界層外，流場中渦量和耗散近於零；傳統上，Euler方程作為Navier-Stokes方程的低階近似，用於高Reynolds數下的某些流動狀態的近似處理，將黏性和熱傳導的影響忽略不計。此時，便處於無黏流場狀態。

基本介紹

• 中文名：無黏流
• 外文名：inviscid flow
• 定義：不考慮黏性影響的流動
• 套用學科：空氣動力學
• 黏性係數：與溫度有關
• 分析方法：Euler方程

流體的黏性

假設有一股直勻流（速度均一，方向和大小不變），順著流動方向放置一塊無限薄的平板，流體的實際速度黏性流體流過物面時的速度分布分布就變為右圖1所示。流體在沒有流到平板以前速度原是均一的，一流到平板上，直接貼著平板的那層流體速度降為零（即滿足物面無滑移條件）；沿著法線向外，流體速度逐漸由零變大（即存在速度梯度），直到離平板相當遠的地方流速才和原來沒有顯著差別。

圖1

生活中，比如河裡的流水，靠岸處的水流就比河中心的水流慢些。

黏性的本質

流體分子在不停地進行著不規則的熱運動，不論流體是靜止狀態還是流動狀態。這種不規則的熱運動會使不同流層中的氣體質量進行交換，而流體各層速度不同的話，鄰層的兩個流體分子的動量也不同。鄰層之間既有質量交換，必有動量交換。快層流體分子由於熱運動跑到慢層流體分子中，便從快層流動帶走一份動量到慢層流動里，從而加快了慢層流體流動；反之，慢層流體分子由於熱運動跑到快層流體分子中，便從慢層流動帶走一份動量到快層流動里，從而減慢了快層流體流動。

所以，黏度只決定於分子的熱運動速度，而流體的溫度正是分子熱運動的動能的一個直接標誌，因此同一流體的黏度只決定於流體的溫度，而與壓強無關。

液體和氣體的動力黏性係數隨溫度變化的趨勢相反，因為它們產生黏性的物理原因不同，前者主要來自於液體分子間的內聚力，黏度與溫度成反比；後者主要來自於氣體分子的熱運動，黏度與溫度成正比。

分析特點

無黏流是指不考慮黏性影響的流動。

絕大部分流體是有黏性和熱傳導性的，只是在邊界層外，流場中渦量和耗散近於零;傳統上，Euler方程作為Navier-Stokes方程的低階近似，用於高Reynolds數下的某些流動狀態的近似處理，將黏性和熱傳導的影響忽略不計。在很多情況下，Euler方程解可以得到很好的結果。

多個運動物體在無黏性流體中的描述方法

上海交通大學船建學院工程力學系的孫仁、秦一討論了多個物體在無勃性流體中運動所採用兩種方法的等價性。這種等價性意味著如果流體的能量名義上採用標準的物體表而積分形式，則每個物體上能量型水動力表達式可以擴展用來處理含有點渦的動力學問題。利用能量型描述方法在積分外的時間導數及對位置空間導數的簡單性，可以大為簡化多個物體相互作用所帶來的速度勢對時間求導後積分以及速度平方表面積分的複雜性。利用能量型方式，我們還可以拆分非定常Stokes流動問題中雙調和函式中的調和函式項，並把它用拉格朗日方程處理，從而解決多物體在非定常Stokes流中的非線性動力學問題。

漏瑞利波

漏瑞利波存在於半無限無黏性流體和半無限固體媒質的界面處。

在各向同性無限固體媒質中傳播的是均勻的平面波即縱波和橫波，無限半空間均勻媒質中則存在瑞利波.瑞利波是一種平面不均勻表面波，瑞利波的幅值沿深度方向上呈指數衰減.在超聲無損檢測和評價領域，利用沿固體表面傳播的瑞利波可以定量測量材料的聲學參數和檢測材料的表面和近表面缺陷，如裂紋、局部疲勞等.波的傳播理論是超音波無損檢測和評價的理論基礎，對瑞利波的傳播特性的研究可以為無損檢測和評價材料的方法提供理論依據，因此對半無限媒質及分層介質中瑞利面波的特性開展了廣泛而深入的研究。

Cherednichenko線上彈性小變形的假設下研究了無勃性可壓縮流與固體界面上高頻漏波的特性，並且將研究結果推廣到曲率半徑與波長相比很大的曲面時的情況。Sharma等基於一般的熱彈性理論研究了無豁性流體載荷對漏表面波的影響，給出了受熱載荷作用下漏瑞利波的解析表達式。Zhu等理論上研究了瞬時垂直流固表面的點載荷作用下在無勃性流固界面上產生的超音波，推導了其時域的積分表達式，並與有限元解進行了對比，研究結果可以為流固界面上的超聲激勵和檢測提供理論基礎和最佳化依據。