湍流是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动在湍流中的流体的各种物理参数,如速度、压力、温度等都随时间与空间发生随机的变化从物理结构上说,可以把湍流看成是由各种不同尺度的涡旋叠合而成的流动,这些漩涡的大小及旋转轴的方向分布是随机的大尺度的涡旋主要是有流动的边界条件所决定,其尺寸可以与流场的大小相比拟,是引起低频脉动的原因;小尺度的涡旋主要是有粘性力所决定,其尺寸可能只有流场尺度的千分之一量级,是引起高频脉动的原因大尺度的涡旋破裂后形成小尺度涡旋较小尺度的涡旋破裂后形成更小尺度的涡旋因而在充分发展的湍流区域内,流涕涡旋的尺度可在相当宽的范围内连续地变化大尺度的涡旋不断地从主流获得能量,通过涡旋间的相互作用,能量组建向小的涡旋传递最后由于流体粘性的作用,小尺度的涡旋不断消失,机械能就转化(或称为耗散)为流体的热能同时,由于边界作用、扰动及速度梯度的作用,新的涡旋又不断产生,这就构成了湍流运动,我来为大家科普一下关于什么是湍流?以下内容希望对你有帮助!
什么是湍流
湍流是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动。在湍流中的流体的各种物理参数,如速度、压力、温度等都随时间与空间发生随机的变化。从物理结构上说,可以把湍流看成是由各种不同尺度的涡旋叠合而成的流动,这些漩涡的大小及旋转轴的方向分布是随机的。大尺度的涡旋主要是有流动的边界条件所决定,其尺寸可以与流场的大小相比拟,是引起低频脉动的原因;小尺度的涡旋主要是有粘性力所决定,其尺寸可能只有流场尺度的千分之一量级,是引起高频脉动的原因。大尺度的涡旋破裂后形成小尺度涡旋。较小尺度的涡旋破裂后形成更小尺度的涡旋。因而在充分发展的湍流区域内,流涕涡旋的尺度可在相当宽的范围内连续地变化。大尺度的涡旋不断地从主流获得能量,通过涡旋间的相互作用,能量组建向小的涡旋传递。最后由于流体粘性的作用,小尺度的涡旋不断消失,机械能就转化(或称为耗散)为流体的热能。同时,由于边界作用、扰动及速度梯度的作用,新的涡旋又不断产生,这就构成了湍流运动。
流体内部多尺度涡旋的随机运动构成了湍流的一个重要特点:物理量的脉动。
要注意的是,湍流运动尽管是流体微团的运动,但远未达到分子水平。无论湍流运动多么复杂,非稳态的N—S方程对于湍流的瞬时运动仍然是适用的。