Nej, osynliga flöden är inte nödvändigtvis turbulenta. Om det inte finns något som "utlöser" turbulensen, förblir flödet laminärt. Funktioner som kan utlösa turbulensen inkluderar vibrationer, små temperaturfluktuationer, alla geometriska brister, hastighetsfelns brister och andra liknande saker.

Till exempel är potentiellt flöde en typ av osynlig flöde. Potentiella flödeslösningar är laminära lösningar på Navier-Stokes-ekvationerna.

Som ett annat exempel, om du tar hand om att undvika vibrationer och andra flödesfel, verkar det som om du kan generera laminära rörflöden med godtyckligt höga Reynolds-tal. Laminära rörflöden har erhållits vid Reynolds-tal på cirka 100 000 under dessa förhållanden, vilket är mycket högre än det typiska övergångs Reynolds-antalet på cirka 2000. Enligt vad jag förstår finns det inget som tyder på att 100.000 är någon hård gräns; du kan förmodligen bli högre med bättre experimentella inställningar.

Hur jag tänker på det är detta: Viskositet hjälper till att dämpa flödesfel, vilket gör att laminära flöden kan uppstå med fler brister. Om du har ett riktigt osynligt flöde måste det vara perfekt för att inte utlösa instabiliteter som leder till turbulens. Om du lyckades få ett osynligt flöde, bör du förvänta dig turbulens på grund av de brister som är inneboende i verkligheten.

För att svara på en fråga som du kommenterar i det andra svaret, ja, jag tror att du använder en turbulensmodell för osynligt flöde är försiktig. För RANS kommer Reynolds-spänningen fortfarande att finnas om flödet är osynligt, och för LES gäller detsamma för restspänningen.

Det enkla svaret

Reynolds-tal kan enklare definieras som förhållandet mellan tröghetskrafter och viskösa krafter.

• viskös >> tröghet = laminär
• viskös << tröghet = turbulent

Det är därför som hastighet / flödeshastighet ökar vätskor mot / bli turbulent när du ökar trögheten i vätskan.

Baserat på den här logiken om du hade inviscid (inga viskösa krafter) skulle tröghetskrafterna behöva dominera vilket skulle leda till turbulent flöde.

Randfallen

Om du frågar om det är möjligt som ett "fringe case" väl ... då kommer vi till gränsen mellan teknik och naturvetenskap. Osynligt flöde i sig är bara ett antagande för att förenkla NS-ekvationerna.

AFAIK I verkliga livet finns det inget som verkligen är osynligt, bara saker som är nästan osynliga. Så snart du har något otroligt nära noll viskositetsvärde, ska du bör ha något lika otroligt nära noll-flöde som tillåter laminärt flöde.

Som påpekats av @ rul30, bör du ge mer information om det problem du har, särskilt om du har ett osynligt flöde eller ett stort antal flödesproblem med Reynolds.

Hur som helst, jag hoppas att du hittar det här är till hjälp.

Vad är Reynolds-nummer?

Reynolds-tal är ett måttlöst tal som erhållits från resultaten av de berömda experimenten utförda av Osborne Reynolds för att verifiera förekomsten av flödesregimer i verklig (viskös) newtonianflöde, fann man att övergången från laminärt till turbulent flöde beror på ytjämnhet, flödeshastighet, yttemperatur och typ av vätska, men Reynolds fann att övergången huvudsakligen beror på ett förhållande mellan tröghetskrafter $ (\ rho V_ {avg} D) $ och viskösa krafter $ \ mu $. Med viss försiktighet med hjälp av den karakteristiska längden $ D $ kan vi också uttrycka övergången från olika flödesregimer inte bara i väggbegränsade flöden utan även skjuvskiktsflöden, strålströmmar, vaknande flöden etc.

För potentiellt flöde är det meningslöst att hitta Reynolds-numret sedan $ \ mu = 0 $. Även i vissa fall när man försummar effekten av viskositet i höghastighetsflöden finns ett beräkningsvärde av Reynolds-tal, mycket högt men beräkningsbart och definitivt inte oändligt.

Vad orsakar turbulens?

När Reynolds-antalet ökar, ökar instabiliteterna inom gränsskiktet (som främst finns på grund av viskositet och halksäkerhet). Flera fysiska fenomen äger rum som leder till en oordning av kaotisk rörelse (Tollmien-Schlichting vågor, virvelhantering / stretching, etc.).

Nu för ett rent osynligt flöde (potentiellt flöde) $ \ mu = 0 $ (flöde styrs av Euler-ekvationer), ovan nämnda instabiliteter som leder till turbulens skulle helt enkelt inte existera eftersom den viktigaste faktorn för att orsaka turbulens (gränsskikt) försvinner.

Slutsats

Är det möjligt att ha laminärt osynligt flöde? Måste osynligt flöde alltid (nödvändigtvis) vara turbulent?

Skillnaden mellan laminära och turbulenta regimer är inte tillämplig i rent osynligt flöde (potential).

Min oro är om jag ska använda en turbulensmodell för de mest praktiska ändamålen när simulera osynligt flöde (dvs. hastigheten är definitivt inte nära noll).

Om du använde CFD-koder som FLUENT och STAR-CCM + skulle du märka att valet av inviscid-modell som standard utelämnar valet av turbulensmodeller (meningslöst). Så nej, du använder inte en turbulensmodell.

Men om ditt fall var ett visköst vätskeflöde kan dess viskösa effekt försummas på grund av höga tröghetskrafter (Hög hastighetsflöde över en flygplatta), det är då en helt annan historia och turbulensmodellering är verkligen obligatoriskt i det här fallet, det är därför jag uppmanar er att utvidga din fråga med mer detaljer om så är fallet.