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
nlpming2 分钟前
opencode SQLite 数据库结构与查询手册
算法
Cando学算法6 分钟前
中位数定理:到所有点的距离之和最小的点就是中位数
c++·算法·学习方法
nlpming7 分钟前
opencode 上下文压缩(Compaction)机制
算法
anew___9 分钟前
算法刷题避坑指南:从数据规模到易错点的实战总结
算法
HZY1618yzh15 分钟前
洛谷题解:P16304 [蓝桥杯 2026 省 Java C 组] 抽奖活动
java·c++·算法·蓝桥杯
智者知已应修善业28 分钟前
【51单片机从奇数始再转偶数逐一点亮并循环】2023-9-8
c++·经验分享·笔记·算法·51单片机
倔强的猴子(翻版)34 分钟前
我用 Python 写了个排序库,一亿数据量下比 C 级 np.sort() 快 7 倍
人工智能·python·算法·阿里云·文心一言
郝学胜-神的一滴36 分钟前
深入理解回归损失函数:MSE、L1 与 Smooth L1 的设计哲学
人工智能·python·程序人生·算法·机器学习·数据挖掘·回归
iCxhust1 小时前
在 emu8086 中可以直接编译运行的完整汇编程序,演示数组的定义、遍历、求和、求最大值。
开发语言·前端·javascript·汇编·单片机·嵌入式硬件·算法
Jinkxs1 小时前
LoadBalancer- 常见负载均衡算法:轮询 / 加权轮询 / 最少连接等基础实现
运维·算法·负载均衡