Два режима течения жидкости – турбулентный и ламинарный.

Качественная картина течения существенно зависит от безразмерного параметра Re, выведенного Рейнольдсом. При небольших Re каждая частица жидкости движется по прямой, движение слоистое, спокойное. Такое течение называется ламинарным. Траектории частиц, линии тока, поля скоростей и давлений в этом движении имеют совершенно определенный, «регулярный» характер. Выражением этой регулярности ламинарного движения служит тот факт, что общая картина наблюдающихся в действительности ламинарных движений и многие их детали достаточно хорошо описываются решениями уравнений Стокса при соответствующих, также «регулярных», начальных и граничных условиях. При Re> 10³ каждая из частиц жидкости совершает хаотическое движение, течение перестает быть одномерным и стационарным. На среднюю скорость накладываются дополнительные составляющие, зависящие от времени и координат. Такое течение называется турбулентным. Турбулентными являются движения воздуха в атмосфере, течения воды в морях, океанах, реках и каналах, в водопроводных трубах, в газопроводах, турбинах, насосах и т.п.

Исторически первыми научными наблюдениями турбулентного движения были известные опыты Рейнольдса, в которых он изучал движение воды в круглой цилиндрической трубе.С возрастанием скорости ламинарное движение теряет свою устойчивость; при этом случайные возмущения быстро развиваются и приводят к новой форме движении жидкости – турбулентному движению. В этих опытах Рейнольдс впервые обнаружил, что переход из ламинарного движения в турбулентное обусловливается достижением критического значения некоторого безразмерного числа. Число Re, при котором происходит переход течения от ламинарного режима к турбулентному, называется критическим числом Рейнольдса.

Переход к турбулентному режиму существенно зависит от уровня начальных возмущений. Существует нижняя граница . Если , то течение всегда ламинарное, каковы бы ни были введенные в течение возмущения.