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1、第5講 湍流模式理論,海洋科學(xué)與工程學(xué)系 Department of Ocean Science and Engineering,萬占鴻,高等流體力學(xué),2,內(nèi)容,雷諾平均統(tǒng)計模式 建立統(tǒng)計模式的一般原理 湍流渦粘模式 代數(shù)模式 標(biāo)準(zhǔn)雙方程模式 非線性雙方程模式 壁函數(shù) 低雷諾數(shù)修正 二階矩模式,3,建立統(tǒng)計模式的一般原理(1),尺度問題,l 對應(yīng)的是含能尺度,統(tǒng)計模式是對尺度l 以下尺度的脈動進行?;?模式思想,統(tǒng)計模式的思想是建立高階矩與低階矩之間的關(guān)系式,有兩種方法來對雷諾應(yīng)力進行?;?一種:是建立二階矩(雷諾應(yīng)力)與一階矩(平均速度)之間的關(guān)系,另一種:是建立三階矩與二階矩之間的關(guān)系,4
2、,建立統(tǒng)計模式的一般原理(2),近似準(zhǔn)則1-渦粘模式,脈動場與平均速度場、脈動速度的初始條件和邊界條件有關(guān),從統(tǒng)計的角度,初始擾動的影響可以排除,而邊界的影響則很大,這是二階矩由一階矩近似的準(zhǔn)則,5,建立統(tǒng)計模式的一般原理(3),近似準(zhǔn)則2-二階矩模式,這是三階矩、二階矩由速度二階矩近似的準(zhǔn)則,6,湍流的渦粘模式(1),渦粘模式,S為流體平均速度的應(yīng)變率張量,湍流粘度就是模式理論研究的關(guān)鍵,7,湍流的渦粘模式(2),代數(shù)渦粘模式,普朗特混合長度理論,三維湍流粘度公式,采用渦量來計算湍流粘度,分內(nèi)外層來分別計算湍流粘度,普朗特湍流粘度公式,8,湍流的渦粘模式(3),標(biāo)準(zhǔn)雙方程渦粘模式,9,標(biāo)準(zhǔn)雙方程渦粘模式,耗散率方程最難模化,耗散率?;匠淌潜日胀膭幽苣;匠潭鴣?10,標(biāo)準(zhǔn)雙方程渦粘模式-系數(shù)的確定,11,標(biāo)準(zhǔn)雙方程渦粘模式-系數(shù)的確定,各向同性湍流只有耗散,對于早期衰變,n=1.3,12,湍流的渦粘模式(4),重整化群雙方程渦粘模式,非線性雙方程渦粘模式,應(yīng)變率、渦量的二次項,歷史效應(yīng),13,湍流的渦粘模式(5),后臺階流動的比較,標(biāo)準(zhǔn)雙方程模式,非線性雙方程模式,14,
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