本文目錄一覽：

• 1、湍流是什么?
• 2、湍流動能意義
• 3、大氣湍流的尺度譜
• 4、動能和湍動能的關(guān)系
• 5、如何估算湍動能、湍流耗散率等物理量?
• 6、力學的世紀難題——湍流

湍流是什么?

1、湍流是一種高度復雜的三維非穩(wěn)態(tài)、帶旋轉(zhuǎn)的不規(guī)則流動。在湍流中的流體的各種物理參數(shù)，如速度、壓力、溫度等都隨時間與空間發(fā)生隨機的變化。

2、也稱紊流。在自然界與工程中存在的絕大多數(shù)流體運動都屬湍流；更確切地說，高雷諾數(shù)下的流體運動通常都是湍流 。

3、湍流的詞語解釋是：湍流tuānliú。（1）急而回旋的水流。湍流的詞語解釋是：湍流tuānliú。（1）急而回旋的水流。拼音是：tuānliú。結(jié)構(gòu)是：湍（左右結(jié)構(gòu)）流（左右結(jié)構(gòu)）。詞性是：名詞。注音是：ㄊㄨㄢㄌ一ㄡ_。

4、軸承潤滑膜中的流動、微小顆粒在粘性流體中運動時引起的流動、液體或氣體流經(jīng)物體表面附近形成的邊界層中的流動等。在自然界中，我們常遇到流體作湍流，如江河急流、空氣流動、煙囪排煙等都是湍流。

5、湍流又稱紊流，顧名思義，它是一種很不規(guī)則的流動現(xiàn)象。湍流是由無數(shù)不規(guī)則的，不同尺度的渦流相互摻混地分布在流動空間。流動中任一點的速度、壓力等物理量都隨時間而瞬息變化，不同空間點上有不同的隨時間變化規(guī)律。

湍流動能意義

1、湍流動能越大，就能在室內(nèi)產(chǎn)生更強勁的氣流，達到更好的通風降溫效果。湍流動能是湍流速度漲落方差與流體質(zhì)量乘積的1/2。湍流總動能隨時間的變化體現(xiàn)湍流動能的凈收支，是衡量湍流發(fā)展或衰退的指標。

2、湍動能值越大表明了湍流在運動發(fā)展過程中的脈動長度和時間跨度增大。在葉輪和蝸殼中間截面隨著流量的增大，湍動能值較大的區(qū)域有所減小，同時湍動能強度也隨流量的增加而遞減。

3、至于湍動能耗散率的意義，它和流場湍流粘度有關(guān)，雖然水的粘性遠大于空氣，液相流場每一個點的耗散率卻不一定總大于氣相流場的耗散率，因為總有低流速或低速度梯度的區(qū)域，所以說就你所呈現(xiàn)的問題而言似乎沒有太大意義。

4、速度梯度以及物體在流體中的運動狀態(tài)有關(guān)。當流體的速度發(fā)生變化時，流體分子之間的相互作用也會發(fā)生變化，這就會導致流體中出現(xiàn)湍流。湍流的產(chǎn)生會增加流體內(nèi)部的運動能量，即湍動能，從而增加摩擦力，使阻力增大。

5、湍流是流體力學中的一種現(xiàn)象，指流體在流動過程中出現(xiàn)的混亂不定的運動。湍流在生活工程中有以下的利弊：利：湍流可以使流體的能量得到有效的利用，提高流體動能。這在熱能發(fā)電、液體噴射等應用中很有用處。

大氣湍流的尺度譜

1、公認的大氣湍流尺度（時間尺度從0.001～0.1小時），跨越了三個量級，如果把日變化（能量峰值在10小時附近）和天氣系統(tǒng)的變化（能量峰值在 100小時附近）考慮在內(nèi)，則譜區(qū)將更寬。

2、大氣湍流渦旋能量譜可以分做大尺度的含能區(qū)和中小尺度的平衡區(qū)兩個譜段，在平衡區(qū)內(nèi)湍流從上一級渦旋得到的能量，等于往下一級傳輸?shù)哪芰颗c分子粘性耗散能量之和。

3、一般來說，其判定方法為：小于1%為低湍流強度，高于10%為高湍流強度。通常計算方式：l=0.07L，L為特征尺度，可認為是水力直徑，因數(shù)0.07是基于充分發(fā)展的湍流管流中的混合長度的最大值。

4、大氣湍流運動是由各種尺度的旋渦連續(xù)分布疊加而成，旋渦尺度大的可達數(shù)百米，最小尺度約為1毫米。即使最小的旋渦尺度也比分子大得多，因此湍流運動與分子的無規(guī)則運動很有大區(qū)別。

5、在大氣運動過程中，在其平均風速和風向上疊加的各種尺度的無規(guī)則漲落。這種現(xiàn)象同時在溫度、濕度以及其他要素上表現(xiàn)出來。

動能和湍動能的關(guān)系

k -ε模型假設湍流粘性和湍動能及耗散率有關(guān)，標準的k- ε 方程形式為：其中k，ε分別為湍動能和湍流耗散率，P1為湍動能生成項，U1為湍流粘性系數(shù)。

湍動能是由空化現(xiàn)象引起的。根據(jù)學海網(wǎng)信息可知，湍動能是由空化現(xiàn)象引起的，空泡的產(chǎn)生和潰滅引起了流場的擾動，脈動壓力增加，湍動能也相應升高，湍動能的變化幅度體現(xiàn)了空化強度的強弱。

湍動能和阻力的關(guān)系：湍動能越大，阻力就越大。根據(jù)查詢相關(guān) *** 息顯示，當物體在流體中運動時，流體與物體之間產(chǎn)生摩擦力，摩擦力的大小與流體的黏度、速度梯度以及物體在流體中的運動狀態(tài)有關(guān)。

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如何估算湍動能、湍流耗散率等物理量?

湍流能量的耗散應該就是邊界層內(nèi)部的剪切力摩擦生熱散掉的。

湍流動能（TurbulenceKinetic Energy）是湍流模型中最常見的物理量（k）之一。

湍流模型中最常見的物理量（k）。利用湍流強度估算湍動能：k=3/2*（u*I）^2 其中：u―平均速度，I―湍流強度 湍流耗散率（turbulent disspipation rate）湍流耗散率即傳說中的ε。

速度大，是很危險的，對行舟的運動更加小心。湍動能值越大表明了湍流在運動發(fā)展過程中的脈動長度和時間跨度增大。在葉輪和蝸殼中間截面隨著流量的增大，湍動能值較大的區(qū)域有所減小，同時湍動能強度也隨流量的增加而遞減。

有小軟件，輸入?yún)?shù)就能算出來，速度，雷諾數(shù) ，我有一個，我就是那么算得，要的話，可以發(fā)給你，資源共享。

其中的k和ε物理意義：k是紊流脈動動能（J），ε是紊流脈動動能的耗散率（%）k越大表明湍流脈動長度和時間尺度越大，ε越大意味著湍流脈動長度和時間尺度越小，它們是兩個量制約著湍流脈動。

力學的世紀難題——湍流

1、作為科學問題的湍流，是在1883年Reynolds做了區(qū)分層流和湍流這兩種不同形態(tài)流動的實驗后確立的。而自20世紀初以來，由于工程技術(shù)的發(fā)展，對認識湍流的規(guī)律提出了迫切的要求，從而大大地推動了湍流的研究。

2、也就是說，流體力學家想要知道的是一個平穩(wěn)流動的失穩(wěn)如何導致湍流的轉(zhuǎn)捩，湍流完全形成后的動力學特性是什么，工程科學家則希望了解如何控制湍流而降低能耗和阻力。

3、是的。流體力學需要解決的經(jīng)典難題，流動的液體和氣體對于物理學家來說，其實差別不大，都是流體。現(xiàn)實生活中，湍流現(xiàn)象隨處可見，在小溪溝中，你到處可見那些白花花的流水。

4、世紀30年代以后，湍流統(tǒng)計理論，特別是理想的均勻同性湍流理論獲得了長足的進展，但離解決實際問題還很遠。

5、通常計算方式：l=0.07L，L為特征尺度，可認為是水力直徑，因數(shù)0.07是基于充分發(fā)展的湍流管流中的混合長度的最大值。湍流的特性：湍流在空氣動力學中指的是短時間（一般少于10min）內(nèi)的風速波動。