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
浅念-23 分钟前
LeetCode 回溯算法题——综合练习
数据结构·c++·算法·leetcode·职场和发展·深度优先·dfs
列星随旋1 小时前
线段树和树状数组的学习
学习·算法
全糖可乐气泡水3 小时前
Codex适配国产信创环境安装部署与技术适配全解析
开发语言·git·python·算法·百度
h_a_o777oah3 小时前
状态机+划分型 DP :深度解析K-划分问题下 DP 状态的转移逻辑(洛谷P2679 P2331 附C++代码)
c++·算法·动态规划·acm·状态机dp·划分型dp·滚动数组优化
05候补工程师3 小时前
从算法理想向工程现实的跨越:SLAM 核心架构、思维误区与 Nav2 实战避坑指南
人工智能·算法·安全·架构·机器人
手写码匠4 小时前
Android 17 适配实战指南:新特性解读、隐私变更与迁移全攻略
人工智能·深度学习·算法·aigc
珊瑚里的鱼5 小时前
leetcode42雨水
算法·leetcode
水木流年追梦5 小时前
大模型入门-大模型的推理策略
开发语言·python·算法·正则表达式·prompt
生成论实验室5 小时前
用事件关系网络重新理解AI(三):激活函数、微调与元学习
人工智能·学习·算法·语言模型·可信计算技术