Numărul Strouhal

Numărul Strouhal este un număr adimensional utilizat în dinamica fluidelor în cazul unui debit non-staționar .

Definiție

Este definit ca: ^[1]

\mathrm {St} ={fL \over V}

{\ displaystyle \ mathrm {St} = {fL \ over V}}

{\ displaystyle \ mathrm {St} = {fL \ over V}}

unde este:

f este frecvența vărsării de vărsare în urma lui von Kármán ;
L este o lungime caracteristică a corpului (de exemplu, diametrul hidraulic );
V este viteza asimptotică a fluxului care investește corpul.

Corelații

Există o puternică corelație între numărul Strouhal și numărul Reynolds și numeroase relații au fost formulate de-a lungul anilor pentru a exprima această cuplare. În special, pentru valori scăzute ale numărului Reynolds , relația clasică utilizată în dinamica fluidelor se datorează lui Roshko :

\mathrm {St} ={A+{B \over Re}}

{\ displaystyle \ mathrm {St} = {A + {B \ over Re}}}

{\ displaystyle \ mathrm {St} = {A + {B \ over Re}}}

Valorile parametrilor A și B în cazul unei geometrii cilindrice cu secțiune circulară sunt: A = 0,2175 și B = -5,106. Pe măsură ce numărul Reynolds crește, intervin fenomene fizice în urma care îi modifică profund caracteristicile, de aceea sunt necesare relații mai exacte (adică expansiuni Taylor trunchiate la ordine succesive pe secundă) pentru a putea descrie corect corelația dintre St și Re.

Interpretarea fizică

Numărul Strouhal reprezintă „greutatea” termenilor convecți, prin urmare, dacă este neglijabilă în raport cu numerele lui Euler, Reynolds și Froude, problema dată poate fi considerată ca un caz staționar în care derivatele în raport cu timpul sunt zero.

Aplicații

Numărul Strouhal joacă un rol important în mecanica fluidelor nu numai din punct de vedere academic, ci mai ales pentru domeniul aplicației. De fapt, a avea o indicație cu privire la frecvența vărsării vortexului este foarte util pentru prezicerea sarcinilor fluctuante, atât în direcția fluxului, cât și în direcția transversală, că aceeași urmă a lui von Kármán le induce atât pe corpul de care este detașat. , și pe obiectele care sunt situate în aval de acesta și sunt lovite de trezirea care se învârte.