Liczba Strouhala

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Liczba Strouhala – jedna z liczb podobieństwa stosowanych w mechanice płynów (hydrodynamice, aerodynamice i reologii). Liczba ta służy do ustalania podobieństwa przepływów niestacjonarnych o charakterze pulsacyjnym: dwa pulsacyjne przepływy niestacjonarne są podobne, jeśli charakteryzują się takimi samymi liczbami Reynoldsa i Strouhala.

Definicja[edytuj | edytuj kod]

Zgodnie ze standardem ISO 31-12:1992 (Quantities and Units: Characteristic Numbers) liczbę Strouhala definiuje się wzorem:

 \mbox{Sr}  \; = \;  \frac{l f}{u}

gdzie:

  • \, l \, – długość charakterystyczna zagadnienia,
  • \, f \, – częstotliwość charakterystyczna dla danego zagadnienia,
  • \, u \, – prędkość charakterystyczna płynu.

Częstotliwość charakterystyczna f to pewna częstotliwość określająca zmienność ruchu płynu w czasie. Np. dla opływu ciała stałego wykonującego drgania (lub obroty), jako f przyjmuje się częstotliwość tych drgań (obrotów).

Znaczenia prędkości i długości charakterystycznej są takie same, jak dla liczby Reynoldsa.

Inne definicje[edytuj | edytuj kod]

W literaturze naukowej (np. Landau, Lifszic 1994) spotyka się też inną, nierównoważną definicją liczby Strouhala:

 \mbox{S}  \; = \;  \frac{u \tau}{l}

gdzie u i l mają takie samo znaczenie, jak powyżej, a

\, \tau = 1/f \,

to czas charakterystyczny dla danego zagadnienia. Liczby \mbox{Sr} i \mbox{S} wiąże zależność

 \mbox{S}  \; = \;  \frac{1}{\mbox{Sr}}

Zastosowanie i znaczenie liczby Strouhala[edytuj | edytuj kod]

Wartość liczby Strouhala stosuje się jako kryterium charakteryzujące przepływy niestacjonarne o charakterze pulsacyjnym: dwa przepływy są podobne, jeśli charakteryzują się takimi samymi liczbami Reynoldsa i Strouhala.

Do zagadnień, w których wykorzystuje się liczbę Strouhala, należą m.in. opływ drgającej struny, teoria śmigła oraz opis wirów w ruchu turbulentnym (por. ścieżka von Karmana).

Pochodzenie nazwy[edytuj | edytuj kod]

Termin liczba Strouhala pochodzi od nazwiska czeskiego fizyka Vincenca Strouhala (1850–1922).

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • L.D. Landau, E.M. Lifszyc, Hydrodynamika, WNT, Warszawa 1994.