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
uoKent2 分钟前
c++中的封装、继承与多态
开发语言·c++·算法
爱喝可乐的老王3 分钟前
机器学习监督学习模型--朴素贝叶斯
人工智能·算法·机器学习
啊阿狸不会拉杆35 分钟前
《机器学习》完结篇-总结
人工智能·算法·机器学习·计算机视觉·ai·集成学习·ml
Sheep Shaun41 分钟前
C++11核心特性详解:从右值引用到现代C++编程
开发语言·数据结构·c++·算法
云深麋鹿1 小时前
三.栈和队列
开发语言·数据结构·c++·算法
墨上烟雨1 小时前
二阶与三阶行列式
线性代数
爆打维c1 小时前
01BFS算法(例题:网格传送门旅游)
c语言·c++·python·算法·leetcode·广度优先
像素猎人1 小时前
力扣:面试题16.01.交换数字
c++·算法·leetcode·面试
小O的算法实验室1 小时前
2024年ASOC SCI2区TOP,异构 pbest 引导的综合学习粒子群算法,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
AI科技星2 小时前
从质能关系到时空几何:光速飞行理论的框架对比与逻辑验证
服务器·人工智能·线性代数·算法·矩阵