紊流理论基础(三)——紊流半经验理论

紊流的半经验理论

流体动力学

1、布辛涅斯克紊流粘性系数法

类比牛顿内摩擦定律,针对紊流切应力 − u x ′ u y ′ ‾ -\overline{u_x'u_y'} −ux′uy′引进系数 ν t \nu_t νt,使得
− u x ′ u y ′ ‾ = ν t d u ˉ d y -\overline{u_x'u_y'}=\nu_t\frac{{\rm d}\bar{u}}{{\rm d}y} −ux′uy′=νtdyduˉ

其中 ν t \nu_t νt称为紊流粘性系数. 布辛涅斯克把它作为常数,实测在近壁处不是常数.

该假设可得出封闭的紊流方程组,但紊流应力与粘性应力的物理机制并不相同.且紊流粘性系数不是流体的物质常数,而是紊流的一种流动特性,因为这是紊流运动时惯性力随机起伏的统计结果.

2、普朗特混合长理论

最后可以得到
− ρ u y ′ u x ′ ‾ = ρ l 2 ∣ d u ˉ x d y ∣ d u ˉ x d y -\rho\overline{u'_yu'_x}=\rho l^2\left\vert\frac{{\rm d}\bar{u}_x}{{\rm d}y}\right\vert\frac{{\rm d}\bar{u}_x}{{\rm d}y} −ρuy′ux′=ρl2 dyduˉx dyduˉx

其中 l 2 = C L 2 ‾ l^2=C\overline{L^2} l2=CL2.

这是普朗特混合长理论的基本公式. 求解紊流问题时,还需要根据具体情况补充关系式才能求解.

3、泰勒涡量输运理论

对于极大雷诺数的流动,在远离壁面的流场,可以作为理想流体处理. 理想流体中涡量守恒.

过程略

最后得到

这就是泰勒涡量输运理论的基本公式. 若取 l 1 2 / 2 = l 2 l_1^2/2=l^2 l12/2=l2,则退化为普朗特公式.

4、卡门相似性理论

根据普朗特和泰勒的理论 ,写出如下函数式

相关推荐
土司大王7 小时前
LeetCode hot100——对称二叉树
算法·leetcode·职场和发展
sali-tec7 小时前
C# 基于OpenCv的视觉工作流-章106-差值追踪
图像处理·人工智能·opencv·算法·计算机视觉
Navigator_Z7 小时前
LeetCode //C - 1208. Get Equal Substrings Within Budget
c语言·算法·leetcode
手写码匠8 小时前
Dify 多 Agent 工具权限与安全沙箱实战:让智能体“有能力,但不越权“
人工智能·深度学习·算法·aigc
黎阳之光8 小时前
打破堆场感知黑盒:黎阳之光视频孪生,构建港口码头网格化透明管控新体系
大数据·人工智能·算法·安全·数字孪生
大模型码小白8 小时前
AI 对话流性能调优:万级消息的虚拟滚动落地
java·大数据·前端·javascript·人工智能·算法·机器学习
sel_99 小时前
【多轮对话论文导读(三)】多轮对话与Agent论文阅读笔记:用户模拟、轨迹生成与长期记忆
论文阅读·人工智能·笔记·深度学习·算法·机器学习
Asize10 小时前
438. 找到字符串中所有字母异位词
算法
Asize10 小时前
283. 移动零
算法
船厂电气自动化ai大模型11 小时前
AI大模型与数学·第57课 傅里叶全套工具链综合实战:串联级数/连续变换/DFT/FFT,图像、音频、扩散模型完整例题
数据结构·人工智能·深度学习·算法·机器学习