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
谈笑也风生23 分钟前
经典算法题详解之切分数组(一)
数据结构·算法·leetcode
松涛和鸣26 分钟前
28、Linux文件IO与标准IO详解:从概念到实战
linux·网络·数据结构·算法·链表·list
长安er36 分钟前
LeetCode 167/15 两数之和与三数之和-双指针1
算法·leetcode·双指针·两数之和·三数之和
Hello娃的1 小时前
【神经网络】反向传播BP算法
人工智能·神经网络·算法
lynnlovemin1 小时前
从暴力到高效:C++ 算法优化实战 —— 排序与双指针篇
java·c++·算法
jinxinyuuuus1 小时前
快手在线去水印:短链解析、API逆向与视频流的元数据重构
前端·人工智能·算法·重构
Flash.kkl1 小时前
优先算法专题十五——BFS_FloodFill
算法·宽度优先
高洁011 小时前
向量数据库拥抱大模型
python·深度学习·算法·机器学习·transformer
慕容青峰1 小时前
牛客小白月赛 103 C 题题解
c++·算法·sublime text
小龙报1 小时前
【算法通关指南:算法基础篇(四)】二维差分专题:1.【模板】差分 2.地毯
c语言·数据结构·c++·深度学习·神经网络·算法·自然语言处理