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
im_AMBER10 分钟前
Leetcode 95 分割链表
数据结构·c++·笔记·学习·算法·leetcode·链表
Boilermaker199218 分钟前
[算法基础] FooldFill(DFS、BFS)
算法·深度优先·宽度优先
leiming624 分钟前
c++ find 算法
算法
CoovallyAIHub26 分钟前
YOLOv12之后,AI在火场如何进化?2025最后一篇YOLO论文揭示:要在浓烟中看见关键,仅靠注意力还不够
深度学习·算法·计算机视觉
梭七y27 分钟前
【力扣hot100题】(121)反转链表
算法·leetcode·链表
qq_4335545429 分钟前
C++字符串hash
c++·算法·哈希算法
无限进步_29 分钟前
【C语言】堆(Heap)的数据结构与实现:从构建到应用
c语言·数据结构·c++·后端·其他·算法·visual studio
再难也得平30 分钟前
两数之和和字母异位词分组
数据结构·算法
shizhenshide43 分钟前
极速响应:平均破解速度<3秒的验证码服务,为抢购爬虫而生
算法
AD钙奶-lalala44 分钟前
leetcode核心母题总结
算法·leetcode·职场和发展