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正文 第55章 湍流摩擦系数公式和湍流模型方程
在边界层论文提交后,卓越开始向湍流方程进发。



第二天的上午,他坐在图书馆靠窗的位置,一个人坐在那,面前放着电脑,电脑旁有一堆书和本子,他右手持笔,左手撑着下巴,目露思索。



阳光透过窗户照射到他的身上,沐浴金光,好似伟人在思索。



他心道:“湍流是一种非常复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动。”



“它是由粘性力引起的,由无数个漩涡叠加而成。”



“雷诺数是表征惯性力与粘性力的比值,也是判断层流与湍流的一个重要依据。”



“当雷诺数很小时,粘性力起主导作用,此时流态为层流。”



“当雷诺数很大时,惯性力起主导作用,此时流态为湍流。”



“而不管是粘性力,还是惯性力,它们都有摩擦力,毕竟湍流不是超流体。”



“所以,还要推导出一个湍流摩擦系数公式。”



“想要推导出湍流摩擦系数公式,那么就要先求出湍流流动的复杂性,而这就要用到工程上处理复杂问题的方法——半理论半经验的方法。”



“而湍流流动的复杂性公式是。”



说着他拿起笔,在本子上写。



【l=(μ+e)du/dy……】



卓越长呼一口气,看着自己写的公式,验证一番后,他满意的点头。



“湍流摩擦系数求出来了,但依然不满足求出湍流方程。”



湍流方程是一个世纪难题,虽然卓越求出了n-s方程,让湍流有了理论基础。



但是这对于解决湍流还远远不够。



至今他已经解开了湍流的三种模式,雷诺数,边界层方程和湍流摩擦系数,而他还是没法解开湍流。



“任何理论被验证前,都要有一个模型。”



“所以,湍流也应该有湍流模型。”



所谓湍流模型是以雷诺平均运动方程与脉动运动方程为基础,依靠理论与经验的结合,引进一系列模型假设,而建立起的一组描写湍流平均量的封闭方程组。



说完他在电脑上搜索关于湍流模型信息,很快他就找到了。



“有四种模型?”卓越淡笑道:“也对,湍流毕竟被研究这么久了,有这么多模型也很正常。”



湍流模型有四种模型,分别是零方程模型、一方程模型、二方程模型和雷诺应力模型。



零方程模型分为两种,c-s模型和b-l模型。



一方程模型也有两种,s-a模型和b-b模型,s-a模型是从一种经验和量纲分析出发的,而b-b模型是从二方程模型简化而来。



二方程模型是k-e模型和k-oga模型。



“既然求出了湍流摩擦系数公式,那么模型就选s-a模型吧!”



s-a湍流模型是一个一方程模型,相对于二方程模型计算量小,稳定性好,同时又有较高的精度。



“首先是s-a湍流模型的基础方程。”



【df/dt=?f/?t(u?)f=扩散项+产生项-耗散项】



“扩散项是!”



“s-a的扩散项相比于其余模型的扩散项更加的保守,因此要引入非保守的扩散项,要在其中添加v?的一阶微分,所以可得扩散项的表达式为。”



【扩散项=1/σ[?(v??v?)+cb?(?v?)2](?是数字下标t)……】



“好了,模型基本建立起来了。”



“下面开始校准。”



“理论校准肯定不行,要进行实验校准。”



“就是不知道学校哪里可以进行实验校准?”



“这种事还是要找杨老师,我也好久没看到他了,去他家看看吧!”

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