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
海琴烟Sunshine2 小时前
leetcode 383. 赎金信 python
python·算法·leetcode
听风南巷6 小时前
机器人全身控制WBC理论及零空间原理解析(数学原理解析版)
人工智能·数学建模·机器人
cynicme8 小时前
力扣3228——将 1 移动到末尾的最大操作次数
算法·leetcode
熬了夜的程序员8 小时前
【LeetCode】109. 有序链表转换二叉搜索树
数据结构·算法·leetcode·链表·职场和发展·深度优先
随意起个昵称8 小时前
【递归】二进制字符串中的第K位
c++·算法
极客学术工坊9 小时前
2023年辽宁省数学建模竞赛-B题 数据驱动的水下导航适配区分类预测-基于支持向量机对水下导航适配区分类的研究
机器学习·支持向量机·数学建模·分类
mjhcsp9 小时前
C++ 循环结构:控制程序重复执行的核心机制
开发语言·c++·算法
立志成为大牛的小牛9 小时前
数据结构——四十一、分块查找(索引顺序查找)(王道408)
数据结构·学习·程序人生·考研·算法
xier_ran9 小时前
深度学习:RMSprop 优化算法详解
人工智能·深度学习·算法
地平线开发者9 小时前
不同传感器前中后融合方案简介
算法·自动驾驶