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
追随者永远是胜利者10 分钟前
(LeetCode-Hot100)20. 有效的括号
java·算法·leetcode·职场和发展·go
瓦特what?1 小时前
快 速 排 序
数据结构·算法·排序算法
niuniudengdeng1 小时前
基于时序上下文编码的端到端无文本依赖语音分词模型
人工智能·数学·算法·概率论
hetao17338371 小时前
2026-02-13~16 hetao1733837 的刷题记录
c++·算法
你的冰西瓜3 小时前
2026春晚魔术揭秘——变魔法为物理
算法
忘梓.4 小时前
解锁动态规划的奥秘:从零到精通的创新思维解析(10)
c++·算法·动态规划·代理模式
foolish..4 小时前
动态规划笔记
笔记·算法·动态规划
消失的dk4 小时前
算法---动态规划
算法·动态规划
羑悻的小杀马特4 小时前
【动态规划篇】欣赏概率论与镜像法融合下,别出心裁探索解答括号序列问题
c++·算法·蓝桥杯·动态规划·镜像·洛谷·空隙法
绍兴贝贝4 小时前
代码随想录算法训练营第四十六天|LC647.回文子串|LC516.最长回文子序列|动态规划总结
数据结构·人工智能·python·算法·动态规划·力扣