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
带多刺的玫瑰10 分钟前
Leecode#15刷题之三数之和
算法·leetcode·职场和发展
哭泣方源炼蛊25 分钟前
并查集进阶 P1(带权并查集,并查集分类)
数据结构·c++·算法·二进制·带权并查集
牧羊人.3331 小时前
动手学深度学习 02 | 手写数字识别
图像处理·人工智能·深度学习·算法
武帝为此1 小时前
【InnoDB存储引擎介绍】
数据库·算法
shehuiyuelaiyuehao2 小时前
算法32,连续数组,前缀和+哈希表
算法·leetcode·职场和发展
张宇Joaquin2 小时前
鲲鹏计算平台矩阵乘算子SGEMM优化实践——下篇
线性代数·矩阵
程序员贺加贝2 小时前
报表大 IN 优化:一条 product_profile 超大 IN SQL 背后的报表任务治理
算法·性能优化
知无不研2 小时前
std::function在使用时遇到的问题
c++·算法·st·function
薛定e的猫咪3 小时前
(IEEE Transactions 2025)自适应元强化学习动态柔性作业车间调度框架
网络·人工智能·算法
码场老菜鸟3 小时前
C++ 指针的深度理解与应用
java·c++·算法