当前课程知识点：流体力学 > 第2单元 粘性流体动力学基础 > 2.11 湍流概述 > 湍流概述
这一讲我们简单介绍一下湍流
我们知道流体运动在宏观上
有两种形态
即层流与湍流
这两种流动形态有明显的运动学
与动力学上的差异
如图所示
通常用雷诺数对层流和湍流进行判断
事实上湍流的发生与流动稳定性密切相关
湍流是粘性流体流动一种复杂的流动形态
比如火山喷发的射流
近物体表面的湍流边界层
这些都呈现出湍流的形态
咋一看上去似乎湍流没有什么规律
是杂乱无章的流动
事实上湍流有规律可循
比如湍流中存在着拟序结构
这就是一种湍流流动特征的体现
湍流十分复杂
呈现多尺度的流动特征
如图所示的烟气湍流
工程实际中往往并不关注过多的流动细节
只关注湍流平均流动的表现
如图所示的平均烟气流动
保留了烟气湍流的主要流动特征
因此湍流的统计平均方法
是解决实际湍流流动问题的重要手段
湍流十分复杂
但仍然满足NS方程
基于上述思路
对NS方程进行平均化处理
可得到著名的雷诺方程
将速度分解为平均速度和脉动速度之和
再代入N-S方程中可得到雷诺方程
如下式所示
可以看到雷诺方程中
多出了一些与脉动速度相关的量
这些量我们就定义为雷诺应力
与原始的NS方程相比
雷诺方程多出了6个未知的雷诺应力变量
方程组不再封闭
为了求解雷诺方程
需引入新的方程来封闭方程组
这是湍流模式理论的研究内容
现在很多的湍流模型
就是对雷诺方程的模化求解
以上是第二单元
粘性流体动力学基础的全部内容
下一节
我们开始第三单元机翼和叶栅理论的学习
-1.1 课程导论
--流体力学发展历程
-1.2 速度势函数
--速度势函数
-1.3 平面流动的流函数
--平面流动的流函数
-1.4 势函数与流函数的关系
-1.5 复势与复速度
--复势与复速度
-1.6 几种基本的平面势流
-1.7 势流的叠加
--势流的叠加
-1.8 圆柱无环量绕流
--圆柱无环量绕流
-1.9 圆柱有环量绕流
--圆柱有环量绕流
-1.10 描述旋涡运动的基本概念
--旋涡和涡量
-1.11 旋涡运动的Stokes定理
-1.12 Thomson定理、Helmholtz定理
-1.13 旋涡诱导速度
--旋涡诱导速度
-第1单元习题
-2.1 应力形式的动量方程
-2.2 Navier-Stokes方程
-2.3 库埃特流动精确解
--库埃特流动精确解
--边界条件问题
-2.4 简单流动的精确解
--简单流动的精确解
-2.5 边界层概念及其流动特点
--边界层的意义
-2.6 边界层方程组及其边界条件
-2.7 平板层流边界层的相似解
-2.8 边界层动量积分关系式
-2.9 平板湍流边界层和混合边界层的近似解
-2.10 边界层分离及减阻
--边界层分离及减阻
-2.11 湍流概述
--湍流概述
--层流与湍流
-第2单元习题
-3.1 机翼与翼型概述
--机翼与翼型概述
-3.2 叶栅概述
--叶栅概述
-3.3 保角变换法
--保角变换法
-3.4 儒可夫斯基变换
--儒可夫斯基变换
-3.5 儒可夫斯基翼型绕流
-3.6 保角变换法求解平面叶栅流动
-3.7 奇点分布法
--奇点分布法
-3.8 奇点分布法求解有限翼展绕流
-3.9 奇点分布法求解平面叶栅流动
-3.10 问题回答
--问题回答
