流体力学中动力粘度和运动粘度的定义和相互关系
在流体力学中,常遇到动力粘度和运动粘度参数。本文讲解这两个参数的含义和相关关系。
1.动力粘度(Dynamic viscosity)
1.1 动力粘度定义
动力粘度(dynamic viscosity),也被称为动态粘度、绝对粘度或简单粘度,定义为应力与应变速率之比,其数值上等于面积为1㎡相距1m的两平板,以1m/s的速度作相对运动时,因之间存在的流体互相作用所产生的内摩擦力。用它以表征流体粘性的内摩擦系数,用μ表示,如图1所示。
 
 图1 动力粘度的来源
1.2 动力粘度的单位
动力粘度(希腊字母 μ \mu μ)的国际单位制是 P a ⋅ s Pa\cdot s Pa⋅s,它与 k g m ⋅ s \frac{kg}{m\cdot s} m⋅skg等同。
1.3 动力粘度和运动粘度的关系
动力粘度(dynamic viscosity)与运动粘度( kinematic viscosity)的关系为:
  
      
       
        
        
          μ 
         
        
          = 
         
        
          ρ 
         
        
          ⋅ 
         
        
          ν 
         
        
       
         \mu=\rho\cdot\nu 
        
       
     μ=ρ⋅ν
 其中, 
     
      
       
       
         ρ 
        
       
      
        \rho 
       
      
    ρ是密度, 
     
      
       
       
         ν 
        
       
      
        \nu 
       
      
    ν是运动粘度。
1.4 动力粘度的表达方式
在计算流体动力学使用中,动力粘度通过不同表达定义:
- 作为一个常数
- 作为温度的函数(例如,通过Sutherland定律或幂律粘度定律作为分段线性,分段多项式,多项式)
- 使用动力理论
- 成分相关
- 通过非牛顿模型
2.运动粘度(kinematic viscosity)
运动粘度 
     
      
       
       
         ν 
        
       
      
        \nu 
       
      
    ν被定义为:
  
      
       
        
        
          ν 
         
        
          ≡ 
         
         
         
           μ 
          
         
           ρ 
          
         
        
       
         \nu \equiv \frac{\mu}{\rho} 
        
       
     ν≡ρμ
 其中, 
     
      
       
       
         μ 
        
       
      
        \mu 
       
      
    μ是动力粘度, 
     
      
       
       
         ρ 
        
       
      
        \rho 
       
      
    ρ是密度。运动粘度的国际单位制为 
     
      
       
        
         
         
           m 
          
         
           2 
          
         
        
          s 
         
        
       
      
        \frac{m^2}{s} 
       
      
    sm2



















