Magnitud adimensional que expresa la relación entre fuerzas inerciales y fuerzas viscosas en un flujo de fluido, comúnmente formulada como Re = ρ V L / μ o Re = V L / ν, donde ρ es la densidad, V la velocidad característica, L la longitud característica, μ la viscosidad dinámica y ν la viscosidad cinemática.

Principio

El comportamiento del flujo y la similitud dinámica dependen del equilibrio entre efectos inerciales y viscosos; flujos con el mismo número de Reynolds muestran desarrollos de capa límite y patrones de separación análogos si se igualan las demás cantidades adimensionales.

Demostración

En ensayos en túnel de viento, se somete a prueba un modelo a escala de un ala a velocidad y con propiedades del fluido elegidas para reproducir el Re (basado en la cuerda) del prototipo; la coincidencia de Re reproduce la localización de la transición y las distribuciones de presión, permitiendo extrapolar sustentación y resistencia.

Aplicación incorrecta

Usar únicamente el número de Reynolds para predecir fuerzas aerodinámicas en regímenes compresibles altos o en flujos con reacciones químicas; elegir una longitud característica inadecuada (por ejemplo la envergadura en lugar de la cuerda) que produzca un Re engañoso y conclusiones de escalado erróneas.

Consecuencia

Cuando se emplea correctamente, el número de Reynolds posibilita la similitud dinámica entre modelo y escala real, permitiendo escalar de forma fiable fenómenos relacionados con la viscosidad como la fricción de piel, la transición de la capa límite y el inicio de la separación.

Inversión

Visto al revés, bajos números de Reynolds (Re pequeño) indican flujos dominados por la viscosidad, con efectos inerciales despreciables; considerar 1/Re enfatiza regímenes dominados por la viscosidad.

Límite

Aplicable a flujos de fluidos newtonianos donde se cumplen las hipótesis de continuum y la viscosidad está bien definida; menos aplicable en gases rarificados (donde prima el número de Knudsen), fluidos no newtonianos, flujos altamente compresibles sin considerar el número de Mach, o en presencia de transferencias de calor/masa o reacciones químicas dominantes.

Tensión semántica

Compite conceptualmente con otros números adimensionales (Mach, Froude, Strouhal) que determinan la física dominante; el número de Reynolds capta el balance inercia/viscosidad pero no aborda por sí solo la compresibilidad, la gravedad o la dinámica no estacionaria.

Síntesis

El número de Reynolds es la medida adimensional fundamental de la importancia relativa de la inercia frente a la viscosidad en dinámica de fluidos; orienta la escala experimental, predice regímenes de flujo y debe interpretarse junto con otras magnitudes adimensionales para una comprensión completa.