阿基米德数

2024-07-06

阿基米德数(英语:Archimedes number,Ar)是一个因希腊科学家阿基米德而得名的流体力学无因次数,可用来判别因密度差异造成的流体运动,其形式如下:

A

r

=

g

L

3

ρ

(

ρ

ρ

)

μ

2

{\displaystyle {\rm {Ar}}={\frac {gL^{3}\rho _{\ell }(\rho -\rho _{\ell })}{\mu ^{2}}}}

其中

g

{\displaystyle g}

为重力加速度,

ρ

{\displaystyle \rho _{\ell }}

为流体的密度,单位为

k

g

/

m

3

{\displaystyle kg/m^{3}}

ρ

{\displaystyle \rho }

为物体的密度,单位为

k

g

/

m

3

{\displaystyle kg/m^{3}}

μ

{\displaystyle \mu }

为动黏滞系数,单位为

k

g

/

m

s

{\displaystyle kg/ms}

L

{\displaystyle L}

为物体特征长度,单位为

m

{\displaystyle m}

。阿基米德数也可表示为格拉斯霍夫数和雷诺数平方的比值,也是浮力及惯性力的比值:

A

r

=

G

r

R

e

2

{\displaystyle Ar={\frac {Gr}{Re^{2}}}}

[1]在分析液体潜在的混合对流现象时,阿基米德数可用来比较自由对流及强制对流的相对强度,若Ar >> 1,对流现象中以自由对流为主,若Ar << 1,则以强制对流为主。