湍流的產生機理到底是什麼?沒有粘性會產生湍流嗎?

2025-05-29 00:15:18 字數 4581 閱讀 4322

1樓:劉海識龍人

由於有粘性是湍流的起因,所以對於外流問題可以只求解尤拉方程,對於內流問題由於湍流的影響,必須求解ns方程。但是我不太同意他的觀點,我認為湍流是流體速度增加之後帶來的一種必然現象,和有沒有粘性無關。粘性只是流體的一種自身屬性而已。

所以我的想法是理想流體也有湍流,所以內流問題也是可以只求解尤拉方程的。簡單來腔陪租說,雖然邊界層理論認為粘性只在層內,層外無粘解伍兆尤拉方程,但是這是乙個假設,並且在很多情況下(比如非定常、特定幾何、亂橋複雜幾何)這個假設不成立,粘性的影響涉及全流場,所以你不能簡單地在邊界層外解尤拉方程。另外cfd解有粘性的比解無粘的經常要容易些。

2樓:沉夜孤星

極端一下,cfd工程計算中,尤拉流對於可壓縮流就是個初始化的作用;仔首同理,勢流對於不可壓縮流也是個初始化的作用;尤拉方程用於研究高馬赫數可壓流巖瞎,在這種情況下,粘性只粗戚空在壁面很小的區域有效。因此求解尤拉方程可以較好的**流場。尤拉方程(無粘流)方程可以對高馬赫數流震波分析進行乙個預估。

然後你可以求解ns方程分析翼型的角度對公升力的影響。這類似於對於不可壓縮流首先對流場求解石榴,後再求解ns方程式一樣的。請問對於求解乙個cfd程式,由於可以認為邊界層外無粘,是不是說只需要求解邊界層內的經驗方程,而對於邊界層外求解尤拉方程即可?

如果是的,為什麼現在的軟體都是求解ns方程?如果不能求解尤拉方程,請問為何不能。

1. 不對,要借就是整個流場解無粘流方程,要麼ns方程。

2. 可以求解尤拉方程,他的意思是說由於有粘性是湍流的起因,所以對於外流問題可以只求解尤拉方程,對於內流問題由於湍流的影響,必須求解ns方程。

3. 對於部分網格求解尤拉方程部分網格求解ns方程,我暫時沒有看到過這種的cfd程式;

最後,高馬赫數可壓縮流和低速不可壓縮流求解的方程也是不同的。可壓縮流通常採用密度基求解器;不可壓縮流通常採用壓力基求解器,當然目前可以混用;可壓縮流還要求解能量方程;重要的是,可壓縮流可以計算震波以及不連續的壓力場等。<>

3樓:回憶

理想無粘流體作為乙個保守系統,即使有「湍流」,也會和常規的湍流相去甚遠。因為渦系能量級聯(湍流頻譜kolmogorov -5/3次律)傳遞的能量耗散不掉,最後會在小尺度渦旋里不斷聚集。看起來像湍流的自由剪下層無粘不穩定性,到了後期會出現渦量的集中,形成一串理想點渦,中心附近渦量碰旦趨向於無窮大。

大氣層的雷諾數還沒有無窮大,十鬥賀幾公尺每秒的熱對流風速已經公升級成區域性接近音速的龍捲風了。想象一下龍捲風不分空吵派巨集觀微觀尺度的發生在你的機翼上,需要什麼樣的網格?實際上無粘euler方程本身的光滑解可以blow up,甚至不需要離散化近似和數值不穩定性。

沒有無處不在的熵增耗散壓著,宇宙早就像cfd程式一樣崩潰了。<>

湍流粘度的物理意義是什麼?

4樓:美食與服裝分享

大概意思是,粘性是分子間相互擴散產生的,巨集觀上流速有快有慢,但微觀上分子不規則運動會跑來跑去,流速快的和慢的中的一部分分子相當於交換,快的整體變慢點,慢的整體變快點,也就有了粘性。湍凳御巖流也可以類似這樣理解,把流體微拆弊團當做分子。

湍流的特性是整體有速度,但微觀的流體微團也和分子一樣亂七八糟的跑棗御,所以整體也有了類似於分子熱運動。

產生粘性的效果,所以用粘性係數表示湍流影響還挺合適的。

湍流的基本機理是渦流擴散,即漩渦帶動流體質點隨機運動導致強烈的動量傳遞速率,使得表觀黏度遠大於分子水平的黏度,按照牛頓黏性定律的表述格式可倒推出渦流黏度。

湍流是如何產生的?

5樓:小月有愛

湍流產生的原因粗略的說是流體系統的不穩定性。如果你看動能方程,擴散項是穩定系統的,但是對流項是非線性的,所以會放大系統的擾動,因此是擾亂系統空譁穗的。另乙個原因是,壓力項的影響是非區域性的。

這一處的擾動會通過壓力項向外傳遞,引起別處的擾動,別處的擾動又會通過壓力項反饋回來,這樣也會是系統越來越不穩定。湍流產生的原因粗略的說是流體系統的不穩定性蘆毀。如果你看動能方程,擴散項是穩定系統的,但是對流項是非線性的,所以會放大系統鬥卜的擾動,因此是擾亂系統的。

另乙個原因是,壓力項的影響是非區域性的。這一處的擾動會通過壓力項向外傳遞,引起別處的擾動,別處的擾動又會通過壓力項反饋回來,這樣也會是系統越來越不穩定。<>

6樓:緋攻

湍流其實沒有嚴格的定義,一般不同於有序層流。

的帶有強隨機性和高頻率脈動。

的流動都可以看成是湍流。湍流的隨機性並不**於流體的控制方程,也就是ns方程。對於確定性的控制方程,初值條件,邊界條件。

物性條件都確定的條件下,方程應該有確定性的解。湍流的隨機性來自於初值邊界物性的小擾動。在雷諾數。

比較小時,非線性方程系統是相對穩定的,小擾動對方程解的喊穗影響很小。而雷諾數比較大時,方程對小擾動有強烈輪滲局的敏感性,這些隨機性小擾動會影響方程的解,最終形成具有隨機特徵的流動臘讓,也就是湍流。擾動和非線性方程的混沌機制是湍流的成因,方程解的失穩過程可以看成湍流的形成過程。

導致層流和湍流特徵的根本區別的原因是什麼

7樓:網友

層流無徑向脈動,而湍流有徑向脈動。

1883年,雷諾進行了流體在管內流動的阻力和流態實驗,得到了管內流速和壓力降的關係。在低流速下,壓力降與流速成正比(a點以下)。

在對數座標上呈線性關係,當流速增加時(b點),資料分散,在更高的流速下(c點以上),壓力降突然增加,與流速幾乎是二次方關係,直線斜率在之間。

為了深入這一現象,他進行了實驗觀察,加入有色液體。在低流速下,有色流線保持原狀,非常光滑,延伸到整個管道。在資料分散區,色線非常不穩定,在乙個很短的距離內就破裂了。

而在具有二次方關係的更高的流速下,色線幾乎立即分散了,顏色充滿了整個管道。

低流速下,流線保持原狀,流體質點分層運動,相互間沒有混合,稱為層流。流體質點間高度混合的不規則的流動定義為湍流,湍流流動的特徵是速度、壓力等引數是脈動的。

資料分散、流線不穩定是層流向湍流轉變過程中的過渡區域(bca),此時流動不穩定但還沒有充分混合,稱為過渡流。如果將流速由大逐漸變小,變化趨勢將不沿著線cb返回,而是沿著曲線ca。一般稱b點為上臨界點,a點為下臨界點。

8樓:風翼殘念

層流無徑向脈動,而湍流有徑向脈動。當雷諾準數re(=dwp/u 其中,d為管子直徑,w為流速,p為流體密度,u為流體的粘度)大於4000時,流體的流動型別就屬於湍流。

流體在圓管內湍流流動時,流體質點作不規則地運動而互相碰撞,流體質點劇烈地擾動而產生旋渦,只有靠近管壁處還保留一層滯流狀態。

若re>recr,層流就不可能存在了,一旦有小擾動,擾動會增長而轉變成湍流。o.雷諾在1883年用玻璃管做試驗,區別出發生層流或湍流的條件。

把試驗的流體染色,可以看到染上顏色的質點在層流時都走直線。

當雷諾數超過臨界值recr時,可以看到質點有隨機性的混合,在對時間和空間來說都有脈動時,就是湍流。不用統計、概率論的方法引進某種量的平均值就難於描述這一流動。

除直管中湍流外還有多種多樣各具特點的湍流,雖經大量實驗和理論研究,但至今對湍流尚未建立起一套統一而完整的理論。

9樓:可愛的zzz聖

層流與湍流的本質區別是(d ).

a.湍流流速大於層流流速;

b.流道截面大的為湍流,截面小的為層流;

c.層流的雷諾數小於湍流的雷諾數;

d.層流無徑向脈動,而湍流有徑向脈動。

層流是流體的一種流動狀態。流體在管內流動時,其質點沿著與管軸平行的方向作平滑直線運動。此種流動稱為層流或滯流,亦有稱為直線流動的。

流體的流速在管中心處最大,其近壁處最小。管內流體的平均流速與最大流速之比等於,根據雷諾實驗,當雷諾準數re

10樓:李陽陽

1.湍流裝置採用,平放長度500公尺以上。

2.湍流穩定,均勻度達到90%。

3.湍流具有很強的抗堵塞能力。

4.湍流可以埋在地下而不影響地面工作。

5.可根據作物需要根據實際情況安裝湍流。

什麼是湍流 什麼是湍流問題

11樓:戶如樂

1、湍流是一種高度複雜的三維非穩態、帶旋轉的不規則流動。在湍流中的流體的各種物理引數,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佈是隨機的。

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。大尺度的渦旋破裂後形成小尺度渦旋。較小尺度的渦旋破裂後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範圍內連續地變化。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。最後由於流體粘性的作用,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,由於邊界作用、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。

2、流體內部多尺度渦旋的隨機運動構成了湍流的乙個重要特點:物理量的脈動。

3、要注意的是,湍流運動儘管是流體微團的運動,但遠未達到分子水平。無論湍流運動多麼複雜,非穩態的n—s方程對於湍流的瞬時運動仍然是適用的。

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