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
珠海西格电力14 分钟前
零碳园区数据应用的具体场景有哪些?
大数据·人工智能·算法·架构·能源
geovindu32 分钟前
CSharp: Dijkstra Algorithms
开发语言·后端·算法·c#
学逆向的1 小时前
汇编——位运算
开发语言·汇编·算法·网络安全
可编程芯片开发1 小时前
基于simulink的PEM燃料电池控制系统建模与仿真,对比PID,积分分离以及滑模控制器
算法
学究天人1 小时前
数学公理体系大全:Comprehensive Collection of Mathematical Axiom Systems(卷2)
算法·数学建模·动态规划·图论·抽象代数·拓扑学
hai3152475432 小时前
九章编译法----空间几何统一编译法
网络·汇编·人工智能·线性代数
玛卡巴卡ldf2 小时前
【LeetCode 手撕算法】(细节知识点总结)
java·数据结构·算法·leetcode·力扣
lin9902122 小时前
内容矩阵批量分发实战
大数据·人工智能·矩阵
wanzehongsheng2 小时前
零碳产业园光伏园区光伏电站追踪对比固定:发电增益技术边界分析
算法·光伏发电·光伏·零碳园区·太阳能追光·低碳环保·追踪电站
KobeSacre3 小时前
CyclicBarrier 源码
java·jvm·算法