瑞利数 — CAE用语解释

Ra = Gr·Pr = (gβΔTL³/ν²)·(ν/α) 的形式，是浮力与粘性力的比（格拉塞夫数）和热·动量扩散比（普朗特数）的乘积。表示自然对流的强弱，当Ra超过临界值Ra_critical时对流开始。在竖直平板自然对流中，Ra ≈ 10⁹时从层流过渡到湍流。

电子设备的自然冷却就是典型例子，无风扇设计中需要用Ra来评估发热IC周围空气的自然对流强弱。服务器机房的室内通风设计、双层窗户的隔热性能评估（窗间空气层的自然对流）、熔融金属凝固时的浮力对流等也是典型应用。

使用Churchill-Chu式等努塞尔数相关式 Nu = f(Ra)。例如竖直平板的情况是：Nu = 0.68 + 0.67 Ra^(1/4) / [1+(0.492/Pr)^(9/16)]^(4/9)。由此可求得 h = Nu·k/L，不需要CFD就能进行概算，在初期设计阶段常被使用。

层流自然对流时吻合较好。湍流情况下可能出现偏差，此时CFD更可信。对于复杂几何形状（如带翅片的散热器），通用相关式不如考虑形状的CFD准确。实务中常采用先用相关式粗略估算，再用CFD详细化的方法。

• 格拉塞夫数
• 努塞尔数
• 自然对流
• 普朗特数
• 热分析