層流

層流是平滑、有秩序的流體運動，其中流體以整齊的平行層一層層滑動、彼此不混合。想像蜂蜜倒下時那條清澈的細帶，或輕輕打開水龍頭時，水離開龍頭後最先那一公分還如玻璃般光滑、尚未散開的樣子。它回答的問題是：平靜、規矩的流動長什麼樣子，流體又在什麼時候會這樣運動？

精確地說，在層流中（laminar 一詞源自 lamina，意為薄層），每個流體質點都沿著一條平滑的路徑（稱為流線）前進，相鄰的流線彼此並行，不交叉也不翻滾。各層可以用不同的速率運動、彼此滑過，但都待在自己的「車道」裡。一個流動是否為層流，取決於流體慣性（會攪起混亂）與黏滯性（會把一切撫平）之間的平衡；層流傾向出現在低速、窄通道，或又稠又黏的流體中。工程師用一個稱為雷諾數（Reynolds number）的單一數字來判斷這種平衡，數值低就代表層流。

層流安靜、可預測、也容易計算，這正是它在精密管路、小血管中的血流、潤滑，以及微流體晶片中很重要的原因。一個誠實的重點：它是亂流的相反，而一個流動可能隨著加速從層流轉為亂流。緊貼表面那層平滑的層流空氣或水，稱為邊界層（boundary layer），它之所以重要，正是因為再往外一點，流動可能已經在翻騰。