Die Froude-Zahl (Abkürzung Fr) gehört zu den Kennzahlen der Physik und ist ein Maß für das Verhältnis von Trägheitskräften und Schwerekräften innerhalb eines hydrodynamischen Systems.
Sie wird benutzt in der Hydrodynamik bei Einfluss der freien Flüssigkeitsoberfläche. Sie ist neben der Reynolds-Zahl einer der Koeffizienten der dimensionslosen Navier-Stokes-Gleichung. Ein starrer Körper, der Wellen verursacht, indem er sich durchs Wasser bewegt, oder der Wellen ausgesetzt ist, hat im Modellversuch und in der Natur genau dann dieselbe Froude-Zahl, wenn das Verhältnis seiner Länge zur Wellenlänge identisch ist. Die Froude-Zahl ist das Verhältnis der Fließgeschwindigkeit zur Wellenausbreitungsgeschwindigkeit und kann daher eine dimensionslose Geschwindigkeit angesehen werden.
Die Froude-Zahl ist definiert als
mit v = Geschwindigkeit, L = charakteristische Länge, g = Erdbeschleunigung = 9,81 m/s².
Wenn Kräfte infolge Viskosität nur einen untergeordneten Einfluss haben, kann man das Verhalten eines Festkörpers an der Flüssigkeitsoberfläche im Modellversuch bei gleicher Froude-Zahl darstellen und die unterschiedlichen Messgrößen wie folgt umrechnen:
- Längen mit dem Längenmaßstab
- Zeiten mit der Quadratwurzel aus dem Längenmaßstab
- Kräfte mit der dritten Potenz des Längenmaßstabs (gleiche Dichte des Fluids vorausgesetzt).
- Beschleunigungen sind in Modell und Großausführung gleich.
Die Froude-Zahl ist eine Dimensionslose Größe.