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
曾几何时`11 小时前
滑动窗口(十五)2962. 统计最大元素出现至少 K 次的子数组(越长越合法型)
数据结构·算法
究极无敌暴龙战神X11 小时前
机器学习相关
人工智能·算法·机器学习
断剑zou天涯12 小时前
【算法笔记】有序表——跳表
笔记·算法
挖矿大亨12 小时前
c++中的函数调用运算符重载
前端·c++·算法
wadesir12 小时前
Rust语言BM算法实现(从零开始掌握Boyer-Moore字符串搜索算法)
算法·rust·.net
硅农深芯12 小时前
深入解析 AECQ100 标准中的 Cpk:保障汽车电子元器件质量的关键指标
人工智能·算法·汽车·芯片·cpk
AI 菌12 小时前
Qwen-Image:复杂文本渲染与精准图像编辑的图像生成基础模型
人工智能·算法·计算机视觉·大模型·千问
Cx330❀12 小时前
《C++ 递归、搜索与回溯》第1题:汉诺塔问题
开发语言·c++·算法·面试·回归算法
爱学习的uu12 小时前
大模型学习1——各类模型接入langchain,模型调用,记忆管理,工具调用
人工智能·python·深度学习·学习·算法·机器学习·langchain
无言(* ̄(エ) ̄)12 小时前
C语言--运算符/函数/结构体/指针
c语言·开发语言·数据结构·数据库·算法·mongodb