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湍流方程?

一、湍流方程?

湍流模型是指確定湍流輸運項的一組代數或微分方程,通過這組方程,Reynolds方程得以封閉.它基于對湍流過程的假設,借助經驗常數或函數,建立高階湍輸運項與低階湍輸運項直至與平均流之間的某種關系。

湍流的尺度遠大于分子平均自由程,仍然滿足連續介質假設。大部分人認為NS 方程可以描述湍流。

二、湍流概念?

1 湍流是一種流體運動的狀態,表現出不規則、混沌、隨機的特性。2 湍流的產生原因主要是流體內部存在的不同速度和方向的運動,導致了流體內部的能量傳遞和分布不均,從而形成了湍流。3 湍流在自然界和工業生產中都有著廣泛的應用,比如飛機起飛和著陸時產生的湍流會對機身產生影響,而在工業生產中,湍流可以被用來加強混合和傳熱等過程,提高生產效率。

三、湍流效應?

大氣層中空氣密度的無規則起伏稱為大氣湍流。湍流對光束傳輸的影響稱為湍流效應。在地球表面,熱空氣上升,冷空氣下沉,形成空氣對流。這樣,在大氣中各點的溫度和密度是無規則變化的,這種變化隨高度和風速而不同,變化較為劇烈時形成湍流。

而大氣的折射率取決于密度,因此大氣的折射率也隨空間和時間作無規則的變化,從而形成了大氣湍流效應。

四、湍流強度單位?

湍流強度I(turbulence intensity)按下式計算: 湍流強度等于湍流脈動速度與平均速度的比值,也等于0.16與按水力直徑計算得到的雷諾數的負八分之一次方的乘積 計算公式:I=0.16*(re)^(-1/8) 式中:I—湍流強度,re—雷諾數 一般來說,其判定方法為:小于1%為低湍流強度,高于10%為高湍流強度。

五、何為湍流現象?

湍流是一種高度復雜的三維非穩態、帶旋轉的不規則流動.在湍流中的流體的各種物理參數,如速度、壓力、溫度等都隨時間與空間發生隨機的變化.從物理結構上說,可以把湍流看成是由各種不同尺度的渦旋疊合而成的流動,這些漩渦的大小及旋轉軸的方向分布是隨機的.大尺度的渦旋主要是有流動的邊界條件所決定,其尺寸可以與流場的大小相比擬,是引起低頻脈動的原因;小尺度的渦旋主要是有粘性力所決定,其尺寸可能只有流場尺度的千分之一量級,是引起高頻脈動的原因.大尺度的渦旋破裂后形成小尺度渦旋.較小尺度的渦旋破裂后形成更小尺度的渦旋.因而在充分發展的湍流區域內,流涕渦旋的尺度可在相當寬的范圍內連續地變化.大尺度的渦旋不斷地從主流獲得能量,通過渦旋間的相互作用,能量組建向小的渦旋傳遞.最后由于流體粘性的作用,小尺度的渦旋不斷消失,機械能就轉化(或稱為耗散)為流體的熱能.同時,由于邊界作用、擾動及速度梯度的作用,新的渦旋又不斷產生,這就構成了湍流運動. 流體內部多尺度渦旋的隨機運動構成了湍流的一個重要特點:物理量的脈動. 要注意的是,湍流運動盡管是流體微團的運動,但遠未達到分子水平.無論湍流運動多么復雜,非穩態的N—S方程對于湍流的瞬時運動仍然是適用的. Van.Kavman和I.G Taylor對湍流的定義為: 湍流是流體和氣體中出現的一種無規則流動現象,當流體流過固體邊界或相固流體相互流過時會產生湍流. Hinze對湍流的定義為: 湍流是時間和空間上的一種不規則的隨機變化,可利用不同的統計平均值來統計. Bradshan對湍流的定義為: 湍流是寬范圍尺度的渦旋組成的. 用一句話總結湍流: 在一定雷諾數下,流體表現在時間和空間上的隨機脈動運動,流體中含有大量不同尺度的渦旋(eddy).

六、湍流的規律?

雷諾實驗證實,對于粘滯流體,湍流的發生取決于流場的雷諾數Re =υ/(其中、υ 分別為流體的運動粘度和特征速度,為特征長度)。雷諾數為作用于流體上慣性力和粘性力的無量綱比值。當流體中發生擾動時,慣性力的作用是使擾動從主流中獲取能量;而粘性力的作用則是使擾動受到阻尼。但大雷諾數只是湍流發生的必要條件。大氣湍流的發生還須具備相應的動力學和熱力學的條件。風速切變是擾動產生的動力因素,當風速切變足夠大時,可使波動不穩定,形成湍流運動。溫度分布不均勻,是影響大氣湍流的熱力因素。當溫度的水平分布不均一,且斜壓性不穩定時(見大氣動力不穩定性),大氣擾動較強,水平風速及其切變很大,這些因素都對湍流的生成和發展有利,晴空湍流經常發生在這種區域里。溫度的鉛直分布對大氣湍流的影響,取決于大氣靜力穩定度。在自動對流不穩定的條件下,湍流的生成和發展很強烈。一般可用理查孫數(R)判別穩定度對湍流的作用:

[108-01]其中 為位溫, 為重力加速度, /z和/z為位溫和特征風速的鉛直切變,1/?/z為大氣鉛直穩定度。理查孫數是浮力作功產生的湍流能量與雷諾應力作功產生的湍流能量的無量綱比值。在不穩定條件下,R<0,浮力作功,使湍流增強;在穩定條件下,R>0,湍流運動將反抗浮力作負功而消耗一部分湍流能量。當R數達到臨界值時,湍流將完全受到抑制,轉變為層流或波動。臨界理查孫數大致在0.25~1之間,準確數值還需進一步用實驗證實。R接近零時為中性大氣,此時湍流得到發展或受抑制,還要考慮其他物理因子后才能斷定。

七、湍流的特點?

湍流是流體的一種流動狀態。當流速很小時,流體分層流動,互不混合,稱為層流,也稱為穩流或片流;逐漸增加流速,流體的流線開始出現波浪狀的擺動,擺動的頻率及振幅隨流速的增加而增加,此種流況稱為過渡流;

當流速增加到很大時,流線不再清楚可辨,流場中有許多小漩渦,層流被破壞,相鄰流層間不但有滑動,還有混合。這時的流體作不規則運動,有垂直于流管軸線方向的分速度產生,這種運動稱為湍流,又稱為亂流、擾流或紊流。

八、尾流湍流原因?

 尾流和湍流的產生都與氣流強度和方向的突然變化有關,兩者的原因略有不同。

1. 尾流產生的原因是在飛行器前方,空氣流動產生了分離,并受飛行器幾何形狀的影響,通過流體動力學的作用形成了渦旋。

尾流比湍流更為穩定,主要是由大型飛機產生。

2. 湍流產生的原因是由于風的拖曳或是水流動而產生的一種激烈的渦流,它的強度取決于湍流初始狀態、邊界層和流體速度等多方面的因素,比尾流更難控制。

湍流對于航空器和水上交通工具來說,都有一定的風險,可引起交通工具失控或是威脅乘客安全。

3. 尾流和湍流都是空氣流動的結果,它們對交通工具和人類生活的影響是不可忽視的。

尾流限制著飛機的起降間隔,而湍流則對人類運動和工程機械的運作產生著較大的安全隱患。

九、湍流的定義?

湍流是流體的一種流動狀態。當流速很小時,流體分層流動,互不混合,稱為層流,也稱為穩流或片流;逐漸增加流速,流體的流線開始出現波浪狀的擺動,擺動的頻率及振幅隨流速的增加而增加,此種流況稱為過渡流;當流速增加到很大時,流線不再清楚可辨,流場中有許多小漩渦,層流被破壞,相鄰流層間不但有滑動,還有混合。

這時的流體作不規則運動,有垂直于流管軸線方向的分速度產生,這種運動稱為湍流,又稱為亂流、擾流或紊流。

十、飛機湍流類型?

湍流,也稱紊流。湍流是指流場中某點流動速度的大小和方向隨時間不規則地變化的流動。飛行器在大氣中飛行時有可能遭遇到大氣湍流、晴空湍流以及湍流尾流。

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