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
INGNIGHT3 小时前
270 · 电话号码的字母组合II(Trie)
linux·算法
2401_839080543 小时前
C++常见八股
数据结构·c++·算法
青山是哪个青山4 小时前
LeetCode 188:买卖股票的最佳时机 IV
算法
mikuyyds4 小时前
geo-toolbox 插件算法解析:RUSLE 与 MUSLE 的工程化落地
算法·rust·gis
a187927218314 小时前
【算法】树(二):队列与祖先——BFS 骨架三配件、短路透传与合流
算法·leetcode·二叉树··bfs·算法讲解·树遍历
syagain_zsx5 小时前
算法基础篇 · 03 枚举(C++ 题解)
c++·算法·二进制·枚举
weixin_307779135 小时前
C++代码实现MATLAB中的ode23tb函数功能
开发语言·c++·算法·matlab
我是章汕呐6 小时前
地级市能源消耗量及消耗强度数据【2006-2023年】平衡面板
人工智能·经验分享·算法·回归
charliejohn6 小时前
计算机考研 408 数据结构 堆的插入与删除 堆排序
算法
老鱼说AI6 小时前
从点积到希尔伯特空间:向量内积的几何本质与大模型相似度度量
人工智能·深度学习·线性代数·算法·机器学习·数学建模