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
辰烨chenye2 分钟前
LeetCode Hot 100 题解 · 子串篇
算法·leetcode·职场和发展
辰烨chenye16 分钟前
LeetCode Hot 100 题解 · 堆篇
java·算法·leetcode
手写码匠19 分钟前
华为云Flexus+DeepSeek征文|DeepSeek 应用监控告警体系实战:从“用户投诉才知道“到“故障前就发现“
人工智能·深度学习·算法·aigc
shehuiyuelaiyuehao1 小时前
算法29,前缀和,除自身以外的数组的乘积
java·数据结构·算法
智购科技自动售货机厂家1 小时前
2026自动售货机设备清洁效果自动验证:从图像比对到评分算法的工程实践~YH
人工智能·算法·计算机视觉
姜穆澜2 小时前
机器学习实战指南:从算法原理到工程落地
人工智能·算法·机器学习
嵌入式冰箱2 小时前
数学建模辅助平台使用说明书 && 实际使用参考:各环节 Token 消耗明细及费用预估指南
数学建模
Q一件事2 小时前
RWEQ——保留与消去P的soil_loss联合推导
算法
HugoStudio_SWAN3 小时前
洛谷 P10719 \[GESP202406 五级] 黑白格——暴力美学与图像处理的最小外接矩形
c++·图像处理·人工智能·学习·程序人生·算法·目标跟踪