[科普中國]-理查森數(shù)

簡介

理查森數(shù)（Ri）以Lewis Fry Richardson（1881 - 1953年）命名。 表示浮力項與流剪切項的比值的無量綱數(shù)。在物理學(xué)上，理查森數(shù)用來表示勢能和動能的比值。在物理海洋學(xué)中，理查森數(shù)被用來研究海洋湍流，海洋混合；在大氣上，理查森數(shù)表示大氣靜力穩(wěn)定度與垂直風(fēng)切變的比值。它既考慮了大氣的熱力性質(zhì)，又考慮了風(fēng)切變的影響，是判斷中尺度對稱不穩(wěn)定的近似判據(jù)。在分層的海洋中，理查森數(shù)用來判斷 動能和密度層化的相對重要性。1公式為：

其中 g是重力，是密度， u是一個具有代表性的流速。

理查森數(shù)，在天氣預(yù)報、調(diào)查海洋、湖泊和水庫的密度及濁度電流方面具有實際意義。

當(dāng)考慮密度差小的流（Boussinesq近似）時，通常使用減小重力，相關(guān)參數(shù)是密度理論理查森數(shù)，

在考慮大氣或海洋流量時經(jīng)常使用。

如果理查森數(shù)遠遠小于1，浮力在流量中是不重要的。 如果它遠大于1，則浮力是主導(dǎo)的（在這種意義上，動能不足以使流體均勻化）。

如果理查森數(shù)是秩序統(tǒng)一的，那么這個流程可能是浮力驅(qū)動的：流量的能量源自系統(tǒng)中的潛在能量。

航空在航空中，理查森數(shù)用作預(yù)期空氣湍流的粗略尺度。 較低的值表示較高的湍流程度。 值范圍為10到0.1是典型的，值低于1，表示明顯的湍流。2

熱對流在熱對流問題中，理查森數(shù)字表示相對于強制對流的自然對流的重要性。 這個上下文中的理查森數(shù)字被定義為，

其中g(shù)是重力加速度，是熱膨脹系數(shù)，是熱壁溫度，是參考溫度，L是特征長度，V是特征速度。

理查森數(shù)也可以通過使用Grashof數(shù)和雷諾數(shù)的組合來表示，

通常，當(dāng)Ri 10時，強制對流可忽略，而當(dāng)0.1