原文恕刪~ 先來分清楚 流體(fluid) 和 流場(flow)的差別 流場是我們觀察到 由流體流動所造成的現象 流體力學(fluid mechanics)雖然名稱裡有"流體" 但是這門學問研究的對象不是流體本身 而是"流場" 好~ 現在來分辨一下它們的性質 黏性μ 密度ρ 可壓縮性τ ...等 這些是"流體的性質" 而 層流 紊流 內流場 外流場 理想流 可壓縮流... 等 這些是"流場的性質" 當我們談 水 和 空氣 時 我們的對象是"流體本身" 世界上沒有真正"不可壓縮"的物質 差別只在於你要花多少力氣(能量)去壓縮它 所以任何流體都具有可壓縮性τ 但我們知道 空氣比較容易被壓縮 水本身並非不能被壓縮 而是非常非常難壓縮 需要的壓力P極大 所以在一般情況下 我們將水"視為"不可壓縮流體 空氣"視為"可壓縮流體 講完了流體 現在來看"流場" 那甚麼是 可壓縮流(場)? 簡單 白話地來說 "流場中流動的速度快到可以造成流體密度的變化" 從能量觀點來看 流場中的流速越快 表示整個流場具有越大的能量 可以去讓流體的可壓縮性τ顯現出來 然後 可壓縮性 -> 體積變化 -> 密度變化 那要多快? 記得是 馬赫數(Mach)約大於等於0.3 就能將"流場"視為可壓縮的 馬赫數的定義是 V/c 流速除以音速 音速其實就是壓力波傳遞的速度 所以 "水"的流動 有沒有可能形成一個 可壓縮流場? 可以的 只是水中的音速比空氣中大 (水中音速約為空氣中4~5倍) 所以要達到 Mach >= 0.3 會比空氣難上許多 以目前人類的生活經驗 流動速度能達到一個"可壓縮"的流場 裡面流動的流體通常為氣體 一個"不可壓縮"的流場 流體則有可能是氣體 或液體 還有 可壓縮流(場)是指流速快到足以影響密度變化 但反過來 一個有密度變化的流場 不必然是可壓縮流(場) 例如 燒開水時鍋子裡的水對流 是因為"密度變化" 產生浮力驅動流體流動 但這個密度變化不是因為流速很快造成的 很明顯 燒開水的流場不會是一個可壓縮流(場)吧 另外 div(V) 在流場裡代表的物理意義是 一個fluid element的體積變化率 (沒有source/sink的情況下) --

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