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
Gavin_Huangw2 分钟前
金融数学3.2_随机积分概论
数学建模·金融
kronos.荒6 分钟前
LRUCache缓存实现
算法·缓存·哈希算法
lihao lihao8 分钟前
OJ管理系统后端测试报告
算法
@insist1239 分钟前
软件设计师-算法核心考点:五大特性与复杂度分析(含主定理)
算法·软考·软件设计师·软件水平考试
wuqingshun31415913 分钟前
蓝桥杯 无影之谜
算法·职场和发展·蓝桥杯
武帝为此20 分钟前
【专家系统介绍】
人工智能·算法
@insist12320 分钟前
软件设计师-分治法核心原理与典型应用
算法·软考·软件设计师·软件水平考试
机器学习之心20 分钟前
PSO-SVR粒子群算法优化支持向量机回归+SHAP分析+新数据预测,MATLAB代码
算法·支持向量机·回归·pso-svr·灰狼算法优化支持向量机回归
8Qi822 分钟前
环形链表刷题笔记(LeetCode热题100--141、142)
c语言·数据结构·c++·算法·leetcode·链表
滴滴答滴答答28 分钟前
机考刷题之 13 LeetCode 1004 最大连续1的个数 III
java·算法·leetcode