Osborne Reynolds (23 de agosto de 1842 – 21 de fevereiro de 1912) foi um inovador irlandês britânico no entendimento da dinâmica dos fluidos. Separadamente, seus estudos sobre transferência de calor entre sólidos e fluidos trouxeram melhorias no projeto de caldeiras e condensadores. Passou toda a sua carreira na atual Universidade de Manchester.
Osborne Reynolds nasceu em Belfast e mudou-se com os pais logo depois para Dedham, Essex. Seu pai, o Reverendo Osborne Reynolds, era membro do Queens' College, Cambridge, que trabalhava como diretor de escola e clérigo, mas também era um matemático muito habilidoso com grande interesse em mecânica. O pai registrou várias patentes para melhorias em equipamentos agrícolas, e o filho o credita como seu principal professor quando menino. Reynolds mostrou uma aptidão precoce e gosto pelo estudo da mecânica. No final de sua adolescência, no ano anterior ao ingresso na universidade, trabalhou como aprendiz na oficina de Edward Hayes, um conhecido construtor naval em Stony Stratford, onde obteve experiência prática na fabricação e equipagem de navios a vapor costeiros (e assim ganhou uma apreciação precoce do valor prático do entendimento da dinâmica dos fluidos).
Osborne Reynolds frequentou o Queens' College, Cambridge e se formou em 1867 como o sétimo wrangler em matemática. Ele escolheu estudar matemática em Cambridge porque, em suas próprias palavras em sua candidatura para a cátedra em 1868, "Desde minha mais remota lembrança, tive uma inclinação irresistível pela mecânica e pelas leis físicas nas quais a mecânica se baseia como ciência.... minha atenção foi chamada para vários fenômenos mecânicos, para cuja explicação descobri que o conhecimento da matemática era essencial." No ano imediatamente seguinte à sua formatura em Cambridge, ele voltou a ocupar um cargo em uma empresa de engenharia civil, Lawson and Mansergh de Londres, como engenheiro civil prático, trabalhando no sistema de transporte de esgoto de Londres (Croydon).
Em 1868, foi nomeado para a recém-criada Cátedra de Engenharia Civil e Mecânica no Owens College, em Manchester (atual Universidade de Manchester), tornando-se naquele ano um dos primeiros professores na história das universidades do Reino Unido a deter o título de "Professor de Engenharia". Esta cátedra havia sido recém-criada e financiada por um grupo de industriais manufatureiros da região de Manchester, e eles também tiveram um papel de destaque na seleção do jovem de 25 anos Reynolds para ocupar o cargo. Reynolds permaneceu no Owens College pelo resto de sua carreira – em 1880, o colégio tornou-se um colégio constituinte da recém-fundada Victoria University. Reynolds foi eleito membro da Manchester Literary and Philosophical Society em 16 de novembro de 1869 e como Membro da Royal Society em 1877. Recebeu a Royal Medal em 1888 e, em 1903, a Dalton Medal da Manchester Literary and Philosophical Society.
Em relação à sua vida familiar, Osborne Reynolds casou-se com Charlotte Jemima em 1868. Ela morreu em 1869 após dar à luz seu primeiro filho, também chamado Osborne. Seu filho morreu de uma doença em 1879. Osborne Reynolds casou-se com Annie Charlotte em 29 de dezembro de 1881, com quem teve três filhos e uma filha.
Aposentou-se em 1905 e morreu de gripe em 21 de fevereiro de 1912 em Watchet, em Somerset. Foi enterrado na Igreja de St Decuman, Watchet.
Reynolds estudou mais famosamente as condições em que o fluxo de fluido em tubulações transiciona de escoamento laminar para escoamento turbulento. Em 1883, Reynolds demonstrou a transição para o fluxo turbulento em um experimento clássico no qual examinou o comportamento do fluxo de água sob diferentes taxas de fluxo usando um pequeno jato de água tingida introduzido no centro do fluxo em um tubo maior.
O tubo maior era de vidro para que o comportamento da camada de fluxo tingido pudesse ser observado, e na extremidade deste tubo havia uma válvula de controle de fluxo usada para variar a velocidade da água dentro do tubo. Quando a velocidade era baixa, a camada tingida permanecia distinta por todo o comprimento do tubo grande. Quando a velocidade era aumentada, a camada se rompia em um determinado ponto e se difundia por toda a seção transversal do fluido. O ponto em que isso acontecia era o ponto de transição do fluxo laminar para o turbulento.
A partir desses experimentos, surgiu o adimensional número de Reynolds para similaridade dinâmica – a razão entre as forças de inércia e as forças viscosas. Reynolds também propôs o que hoje é conhecido como média de Reynolds para escoamentos turbulentos, onde quantidades como velocidade são expressas como a soma de componentes médios e flutuantes. Tal média permite uma descrição 'global' do escoamento turbulento, por exemplo, usando as equações de Reynolds-averaged Navier–Stokes.
As contribuições de Reynolds para a mecânica dos fluidos não foram perdidas para os projetistas de navios ("arquitetos navais"). A capacidade de fazer um modelo em pequena escala de um navio e extrair dados preditivos úteis em relação a um navio em tamanho real depende diretamente do experimentalista aplicar os princípios de turbulência de Reynolds aos cálculos de arrasto por atrito, juntamente com uma aplicação adequada das teorias de William Froude sobre energia das ondas gravitacionais e propagação. O próprio Reynolds teve vários artigos sobre projeto de navios publicados no Transactions of the Institution of Naval Architects.
Suas publicações em dinâmica dos fluidos começaram no início da década de 1870. Seu modelo teórico final, publicado em meados da década de 1890, ainda é a estrutura matemática padrão usada hoje. Exemplos de títulos de seus relatórios mais inovadores:
Reynolds publicou cerca de setenta relatórios de pesquisa em ciência e engenharia. Quando, no final de sua carreira, foram republicados como uma coleção, preencheram três volumes. Para um catálogo e resumos breves deles, veja os Links externos. As áreas abrangidas, além da dinâmica dos fluidos, incluíam termodinâmica, teoria cinética dos gases, condensação de vapor, propulsão de navios por hélice, propulsão de navios por turbina, freios hidráulicos, lubrificação hidrodinâmica, e equipamentos de laboratório para melhor medição do equivalente mecânico do calor de Joule. Por seu trabalho em lubrificação, foi nomeado por Duncan Dowson como um dos 23 "Homens da Tribologia".
Um dos assuntos que Reynolds estudou na década de 1880 foram as propriedades dos materiais granulares, incluindo materiais dilatantes. Em 1903, apareceu seu livro de 250 páginas The Sub-Mechanics of the Universe, no qual tentou generalizar a mecânica dos materiais granulares para ser "capaz de explicar todas as evidências físicas, como as conhecemos, no Universo". Seu objetivo parece ter sido construir uma teoria do éter, que ele considerava estar em estado líquido. As ideias eram extremamente difíceis de entender ou avaliar e, em qualquer caso, foram superadas por outros desenvolvimentos na física na mesma época.
Para homenagear a vida e as realizações do Prof. Reynolds, a Universidade de Manchester realiza um evento anual focado nos mais recentes desenvolvimentos em mecânica dos fluidos e turbulência desde 2001.
Teorema de transporte de Reynolds
Allen, Jack; McDowell, Donald Malcolm; Jackson, J. D. (1970). Osborne Reynolds and Engineering Science Today: Papers Presented at the Osborne Reynolds Centenary Symposium, University of Manchester, September 1968. [S.l.]: Manchester University Press. ISBN 978-0-7190-0376-9
Berthe, D.; Dowson, D.; Godet, M.; Taylor, C.M. (1987). Fluid Film Lubrication – Osborne Reynolds Centenary. [S.l.]: Elsevier. ISBN 978-0-08-087575-0
O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., «Osborne Reynolds», MacTutor History of Mathematics archive (em inglês), Universidade de St. Andrews