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
可编程芯片开发12 小时前
基于PI控制算法的pwm直流电机控制系统Simulink建模与仿真
算法
怕浪猫12 小时前
2840亿参数只卖白菜价:DeepSeek V4 Flash 正式版上线,Agent 能力暴涨6倍
人工智能·算法
让学习成为一种生活方式12 小时前
苄基异喹啉生物碱糖基转移酶UGT74AN1晶体--Journal of Agricultural and Food Chemistry
人工智能·算法
alphaTao12 小时前
LeetCode 每日一题 2026/7/27-2026/8/2
python·算法·leetcode
2501_9269783313 小时前
提示工程的实战报告(二):模型的失败模式与边界行为
人工智能·深度学习·算法
小小晓.13 小时前
C++记:函数
开发语言·c++·算法
casual~13 小时前
模逆元计算方法详解:扩展欧几里得算法与费马小定理
学习·算法·逆元
LayZhangStrive13 小时前
线性代数 - 第1章 行列式
人工智能·线性代数·机器学习
脚踏实地皮皮晨14 小时前
002002002_DepandencyObject类2
开发语言·windows·算法·c#·visual studio
冻柠檬飞冰走茶15 小时前
PTA基础编程题目集 7-27 冒泡法排序(C语言实现)
c语言·开发语言·数据结构·算法