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
xu_yule2 小时前
算法基础(数论)—费马小定理
c++·算法·裴蜀定理·欧拉定理·费马小定理·同余方程·扩展欧几里得定理
girl-07263 小时前
2025.12.28代码分析总结
算法
NAGNIP6 小时前
GPT-5.1 发布:更聪明,也更有温度的 AI
人工智能·算法
NAGNIP6 小时前
激活函数有什么用?有哪些常用的激活函数?
人工智能·算法
元亓亓亓7 小时前
LeetCode热题100--416. 分割等和子集--中等
算法·leetcode·职场和发展
BanyeBirth7 小时前
C++差分数组(二维)
开发语言·c++·算法
xu_yule8 小时前
算法基础(数论)—算法基本定理
c++·算法·算数基本定理
CoderCodingNo9 小时前
【GESP】C++五级真题(结构体排序考点) luogu-B3968 [GESP202403 五级] 成绩排序
开发语言·c++·算法
YGGP10 小时前
【Golang】LeetCode 32. 最长有效括号
算法·leetcode