湍流与层流_湍流研究概述
层流和湍流的定义
层流和湍流的定义层流和湍流是流体力学中常用的两个概念。
层流是指流体在管道或流动区域内的流动方式，其中流体沿着平行于管道或流动区域的方向有序地流动，流线间不存在交叉或干扰。
而湍流则是指流体在管道或流动区域内的流动方式，其中流体以无规则的旋转和交错的方式流动，流线间交叉并形成涡旋。
下面将对层流和湍流进行详细的介绍。
层流是指在流体流动中，流体粒子沿着流动方向以分层的方式有序地流动。
在层流中，流体的速度分布是均匀的，流体粒子之间的相对运动是有序的。
层流的特点是流速稳定，在管道中流体粒子的运动轨迹是平行的，流速分布呈现出顺序排列的特征。
层流的流动方式常见于低速流动、黏性流体以及细长管道等情况下。
层流的优点是流体粒子之间的相对运动较小，流体的能量损失较低，适用于对流动稳定性要求较高的工程领域。
湍流是指流体在流动过程中，流体粒子以无规则的旋转和交错的方式流动。
在湍流中，流体的速度分布是不均匀的，流体粒子之间的相对运动是混乱的。
湍流的特点是流速不稳定，在管道中流体粒子的运动轨迹是随机的，流速分布呈现出波动和涡旋的特征。
湍流的流动方式常见于高速流动、低黏性流体以及管道弯曲等情况下。
湍流的缺点是流体粒子之间的相对运动较大，流体的能量损失较高，适用于对流动稳定性要求较低的工程领域。
层流和湍流的区别主要体现在流体粒子之间的相对运动和流速分布上。
在层流中，流体粒子之间的相对运动有序，流速分布均匀；而在湍流中，流体粒子之间的相对运动混乱，流速分布不均匀。
另外，层流和湍流的形成机制也不同。
层流的形成主要受到黏性力的影响，流体粒子之间的黏性力使得流体流动更趋于有序；而湍流的形成主要受到惯性力和湍流能量的影响，流体粒子之间的惯性力和湍流能量使得流体流动更趋于混乱。
在工程应用中，对层流和湍流的理解有助于合理设计和优化流体系统。
根据流体的特性和工程需求，可以选择合适的流动方式。
层流适用于对流动稳定性要求较高、能量损失较小的场合，如实验室中的流体实验、医疗领域中的输液以及电子设备中的散热等；而湍流适用于对流动稳定性要求较低、能量损失较大的场合，如工业生产中的混合搅拌、自然界中的河流湍急以及空气动力学中的气流等。
流体力学中的层流和湍流
流体力学中的层流和湍流在流体力学中，流动可以分为两种主要形式：层流和湍流。
层流是指流体在流动方向上以均匀的速度形成平行的流线，流体粒子之间的相互作用较小，流动稳定，表现出流线流动的特性。
湍流则是指流体在流动方向上形成旋涡和乱流的流线，流体粒子之间的相互作用较大，流动不稳定，表现出旋涡流动的特性。
本文将详细探讨层流和湍流的特点、形成机制以及应用领域。
一、层流的特点层流的特点主要包括以下几个方面：1. 流体粒子之间的相互作用较小：在层流中，流体粒子沿着平行的流线流动，相互之间的摩擦力和压力差较小，流体粒子之间的相互作用较弱。
2. 流动速度均匀一致：层流中，流体粒子以均匀的速度流动，不会出现速度差异明显的情况。
3. 流态稳定：层流的流态相对稳定，不会出现剧烈的涡旋和湍流的形成。
4. 流体粒子之间的运动轨迹规律可预测：由于层流的流态稳定，流体粒子之间的运动轨迹规律可预测，方便对流体流动进行分析和研究。
二、湍流的特点湍流的特点主要包括以下几个方面：1. 流体粒子之间的相互作用较大：在湍流中，流体粒子之间相互作用较强，摩擦力和压力差较大。
2. 流动速度不均匀：湍流中，流体粒子的速度会出现剧烈变化，存在速度差异较大的情况。
3. 流态不稳定：湍流的流态不稳定，具有旋涡和乱流的特征，流体粒子的运动轨迹复杂而难以预测。
4. 容易形成涡旋和涡流：湍流的流动形式中，会形成大量的旋涡和涡流，这些旋涡和涡流对流体的混合和能量传递起到重要作用。
三、层流和湍流的形成机制层流和湍流的形成机制有所不同。
1. 层流的形成机制：层流主要是由于流体粒子的黏性和流动速度之间的关系所致。
当流体的黏性较大，流动速度较小时，流体粒子之间的相互作用较小，流态会趋于层流。
2. 湍流的形成机制：湍流的形成与流体的不稳定性和能量转移有关。
当流体的黏性较小，流动速度较大时，流体粒子之间的相互作用增大，流动会表现出湍流的特征。
四、层流和湍流的应用领域层流和湍流在不同领域有着广泛的应用。
工程流体力学中的湍流与层流过渡研究
工程流体力学中的湍流与层流过渡研究工程流体力学是研究流体在运动中的力学性质和规律的学科。
在工程实践中，流体力学的研究对于各种工程设计、优化和运行都起着至关重要的作用。
其中，湍流和层流过渡现象是工程流体力学中一个重要的研究领域。
湍流和层流是流体在运动中的两种不同状态。
层流是指流体以均匀、有序的方式流动，流体粒子之间的相对运动是顺序排列的；而湍流则是流体以混乱的方式流动，流体粒子之间的相对运动是无序的。
湍流在实际工程中经常出现，因其带来的能耗和阻力较大，需要我们进行研究和控制。
湍流与层流过渡研究的目的是寻找湍流发生的机制，并找到一种能够有效减小湍流产生的方法。
这对于优化工程设计、提高流体系统的效率具有重要意义。
湍流与层流过渡的研究方法主要有实验方法、数值模拟和理论分析三种。
实验方法是通过实际的实验设备和工况来研究湍流与层流过渡现象。
其中比较常用的实验手段有流速测量、压力测量、流动可视化等。
实验结果对于我们理解和掌握湍流与层流过渡现象以及实际系统的工程优化具有重要意义。
数值模拟是利用计算机模拟技术对流体力学问题进行数值求解。
通过数学模型和假设的边界条件，可以得到流体在各种不同工况下的流动状态。
数值模拟方法能提供详细的流动速度、压力等参数，对于研究湍流与层流过渡现象提供了重要的工具。
理论分析是通过建立数学模型和方程，推导出湍流与层流过渡的临界条件和转变机制。
理论分析的研究可以帮助我们理解湍流与层流过渡的本质，并为工程应用提供理论依据。
关于湍流与层流过渡的研究，目前存在着一些挑战和困难。
首先，湍流与层流的过渡现象是一个复杂的多尺度问题，需要综合考虑各种不同的因素和影响因素。
其次，湍流与层流过渡的机制还不完全清楚，需要进一步的实验和数值模拟来加以验证。
此外，由于湍流与层流过渡研究的复杂性和耗时性，需要运用各种高效的计算和实验方法来提高研究效率。
尽管存在一些挑战和困难，湍流与层流过渡的研究仍然具有重要的科学意义和工程应用价值。
流体力学中的层流与湍流现象研究
流体力学中的层流与湍流现象研究流体力学是研究流体运动的科学，主要包括液体和气体的运动原理、力学特性以及相应的数学模型和解析方法。
在流体力学中，层流与湍流是两种不同的流动形态，它们具有不同的特点和研究方法，对于理解流体运动的规律和应用于工程实践具有重要意义。
一、层流现象的研究层流是指在管道中，流体以各层等速度平行流动的现象。
在层流中，流体分子之间的相互作用力较大，流动轨迹呈现规律性，流体分子排列整齐。
层流的运动过程可以通过牛顿第二定律和质量守恒定律进行描述和分析。
层流的研究主要关注流体分子之间的相互作用力和流动轨迹以及流动速度的分布情况。
通过分析这些因素，可以推导出层流中的流体速度分布和阻力特性，并对层流的流动规律进行数学建模和仿真模拟。
通过实验和数值模拟，可以研究层流的特性和流动现象，为工程应用提供理论依据。
二、湍流现象的研究湍流是指流体运动过程中呈现出杂乱无序的流动现象。
在湍流中，流体分子之间的相互作用力较小，流动轨迹呈现随机性和不规则性，流体分子排列杂乱无序。
湍流的运动过程无法用牛顿第二定律和质量守恒定律简单描述，通常需要较为复杂的数学工具和数值模拟方法。
湍流的研究主要关注流体分子之间的湍动能量转移和湍流边界层形成的机理。
湍流的形成与流动速度、粘度、几何形状等因素密切相关。
通过实验和数值模拟，可以研究湍流的特性和流动现象，为湍流的控制和优化提供理论依据。
三、层流与湍流的转变层流与湍流并不是完全独立的两种流动形态，而是一种连续转变的过程。
随着流体速度和粘度的变化，层流与湍流之间会发生相互转变。
在某些条件下，流体可以从层流转变为湍流，而在其他条件下，湍流也可以转变为层流。
层流与湍流的转变通常称为层流失稳过渡到湍流。
这一过程与雷诺数有关，雷诺数越大，层流失稳过渡到湍流的机会越多。
层流失稳过渡到湍流的机制很复杂，涉及流体的惯性效应、摩擦效应和压力梯度等因素。
研究层流与湍流的转变对于理解流体运动的规律和优化工程设计具有重要意义。
湍流与层流_湍流研究概述
第一篇 大气的组成与物理特性 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 大气的气体成份 大气中的粒子群 大气的运动、能量与构造 大气的光学特性 大气的电学特性1第二篇 大气湍流粘性流体的两种形态： 层流和湍流。
层流是流体运动中较简单的状态， 普遍的却是湍流。
2湍流研究的意义湍流的研究与国防建设和国民经济中 的航空、船运、环境保护、气象、化工、 冶金、水利、医学等学科密切相关，如果 能掌握它的运动规律，对它进行合理的应 用和有效的控制，那么对基础研究与实际 应用将有重大的意义。
3湍流研究的成果人们对湍流结构、湍流边界层、湍流 剪切流、湍流的传热传质、湍流扩散、湍 流统计模型、大气湍流、晴空湍流、等离 子湍流、湍流测量等问题进行了广泛的研 究，并取得了丰硕的成果。
4本节的内容湍流的一般定义和描述； 湍流与层流的区别； 湍流理论发展的历史； 湍流理论简介； 湍流的特点； 大气湍流的复杂性； 湍流研究技术的发展。
5湍流的一般定义和描述1. 湍流是随机的（Reynolds，Taylor，Von Karman ，Hinze等），又具有拟序结 构。
2. 流体的湍流运动是由各种大小和涡量 不同的涡旋叠加而成的，其中最大涡 尺度与流动环境密切相关，最小涡尺 度则由粘性确定；流体在运动过程中， 涡旋不断破碎、合并，流体质点轨迹 不断变化。
6湍流的一般定义和描述（续）3. 在某些情况下，流场中流体呈非线性 完全随机的运动；在另一些情况下， 流场中的流体随机运动和拟序结构并 存。
4. 湍流中的特征呈现连续的变化，人们 将N—S方程作为湍流运动的基本方程 。
返回7湍流与层流的区别共同点 区别一：控制方程不同 区别二：性质上不同 两者的联系与转换 返回8粘性流体运动的一般性质(1)运动的有旋性； (2)能量的耗损性； (3)涡旋的扩散性。
返回9流体的控制方程层流是一种有序的确定性的流体运动，流体物 理量除了在分子热运动的微观尺度上有随机 的起伏外，在宏观尺度上都是确定性的。
流体的湍流和层流
流体的湍流和层流流体的湍流和层流是流体力学中的两个重要概念。
湍流和层流是指在流动中流体颗粒的运动方式和流动特性。
本文将对流体的湍流和层流进行详细介绍。
一、什么是流体的湍流和层流？流体的湍流是指在流动中，流体颗粒的运动呈现混乱、无规律的状态。
湍流流动时，流体颗粒之间的速度和流动方向随机变化，并伴随着旋涡、涡旋和涡片的出现。
湍流的特点是流速变化大，存在高速区和低速区，流体颗粒之间相互穿插、交叉，流动产生的能量耗散较大。
而流体的层流则是指在流动中，流体颗粒的运动呈现有序、平行的状态。
层流流动时，流体颗粒之间的速度和流动方向保持一致，并按照一定的层次分布。
层流的特点是流速变化小，流体颗粒之间没有明显的穿插和交叉，流动产生的能量耗散较小。
二、湍流和层流的形成条件湍流的形成与流动的速度、流体的黏性以及几何形状等因素有关。
当流体的速度超过一定阈值时，流体会从层流向湍流转变。
此时流体颗粒之间的黏性作用减弱，流动变得不稳定，湍流现象开始出现。
层流的形成则需要考虑流体的黏性和几何形状。
当流体的黏性较大，流动的几何形状较简单时，流体容易形成层流。
此时流体颗粒之间的黏性作用较强，流动保持有序而稳定。
三、湍流和层流的特性和应用湍流和层流的特性对于流体力学和工程应用具有重要意义。
湍流的特性包括流体颗粒的速度和流动方向随机变化，能量耗散较大，流速变化大等。
湍流流动常见于自然界中的河流、大气运动、海浪等情况，也常见于工程领域中的管道流动、空气动力学等。
层流的特性包括流体颗粒的速度和流动方向保持一致，能量耗散较小，流速变化小等。
层流流动常见于实验室中的液体柱、细管流动等情况，也常见于工程领域中的管道流动、精细过滤等。
在工程应用中，湍流和层流的特性需要根据具体的情况进行分析和利用。
例如，在管道流动中，湍流常常会导致流体能量损失和阻力增加，需要通过合理的设计和控制手段来降低湍流的影响。
而在微流控技术中，层流的稳定性和均匀性对于实现精确的流体操控和混合非常重要。
层流和湍流的定义
层流和湍流的定义层流和湍流是流体运动中常用的两个概念，它们描述了流体在不同条件下的行为特征。
层流是指流体在管道或通道中以层状流动的状态，流体粒子之间的运动是有序的，呈现出平行且整齐排列的状态。
而湍流则是指流体在管道或通道中以紊乱、不规则的方式流动，流体粒子之间的运动是混乱的，呈现出旋转、涡旋和乱流的状态。
层流和湍流的区别在于流体粒子之间的运动方式。
在层流中，流体粒子的速度和方向相对稳定，呈现出一定的规律性。
流体粒子之间的相互作用力较小，流体运动的阻力较小，能量的损失也较小。
因此，在层流状态下，流体的流动更加平稳，流速分布均匀，流体的混合性较差。
相反，湍流中的流体粒子之间的相互作用力较大，流体运动的阻力较大，能量的损失也较大。
流体粒子的速度和方向变化无常，呈现出不规则的涡旋和乱流状态。
湍流状态下，流体的流动速度分布不均匀，存在着速度梯度和剪切应力，流体的混合性较好。
层流和湍流的形成与流体运动的条件有关。
当流体的运动速度较慢、粘度较大、管道或通道的直径较小时，流体往往呈现出层流状态。
这种情况下，流体粒子之间的相互作用力较小，流体运动的阻力较小，能量的损失较小。
而当流体的运动速度较快、粘度较小、管道或通道的直径较大时，流体往往呈现出湍流状态。
这种情况下，流体粒子之间的相互作用力较大，流体运动的阻力较大，能量的损失较大。
层流和湍流在工程领域中具有重要的应用价值。
层流状态下的流体运动稳定，可以减小阻力和能量损失，提高流体的传输效率。
因此，在一些要求流体传输稳定性和精密度较高的工程中，常采用层流技术。
而湍流状态下的流体运动混乱，可以增加流体与固体颗粒的接触面积，加强质量和热量的传递，提高反应速度和效率。
因此，在一些需要快速反应和高效传递的工程中，常采用湍流技术。
层流和湍流是流体运动中常用的两个概念，用于描述流体在不同条件下的行为特征。
层流是指流体以层状流动的状态，流体粒子之间的运动有序且平稳。
湍流是指流体以紊乱、不规则的方式流动，流体粒子之间的运动混乱且有涡旋和乱流的特点。
第四章 层流、湍流与湍流流动
gz
1
p
z
1 r r
r
vz r
2vz z 2
边值条件：
v z r
r 0
0,vz
r R
0
vr r
r 0
0,vr
r R
0
⑵问题简化：设L为足够长→无限长，流动达到稳态后速度分
布与z无关
vz 0 z
2v z z 2
0
vr 0
r方向：
1 p 0
r
z方向：
gz
1
p z
1 r
r
r
vz r
0
1
dp dz
gz
1 r
r
r
vz r
dp dz
gz
1 r
r
r
vz r
1
p p1
v 说明：p 减小， 变大，直到 p p0 止。
2．一维稳态等熵流动的基本特性
由连续性方程：G A1v11 Axvx x
Ax
G
vx x
A 为截面面积。
1
将速度式及代入上式：x
1
px p1
Ax
G
4.2 层流流动的定解问题
求解实际流体的流动问题应用连续方程和运动方程。对于不可压缩及 粘性为常量的情况下方程组封闭。否则，需补充状态方程、温度场方 程等。我们首先分析定解条件。 1． 初值问题：
流体力学中的湍流与层流
流体力学中的湍流与层流流体力学是研究流体运动规律的学科，其中湍流与层流是流体运动中的两种基本类型。
湍流和层流在流体力学中具有不同的特点和运动规律，对于理解流体的行为以及各种流体系统的设计和优化具有重要意义。
一、湍流的特点与规律湍流是指流体在流动过程中出现的不规则、混乱的运动状态。
与湍流相对的是层流，层流是指流体在管道、河流等狭窄空间中呈现平行的流动状态。
湍流和层流的主要区别在于流体的速度和流动方式。
湍流的特点有以下几个方面：1. 不规则性：湍流的流速和流向都不是固定不变的，而是随机变化的。
流体颗粒在湍流中呈现出旋转、混杂的状态，导致流体运动迅猛且不可预测。
2. 湍流能量耗散快：湍流中能量的转移和耗散比层流更快。
湍流的不规则性使得流体颗粒之间发生碰撞和混合，导致动能耗散增加，从而使湍流的能量耗散速率更高。
3. 湍流的湍流：湍流内部还存在着更小尺度的湍流结构，形成了多层次的湍流现象。
这种湍流内部的湍流结构不断分裂和混合，使得湍流的流速和流向变得更加复杂。
湍流的产生与维持是一个相对复杂的过程，受到多种因素的影响。
主要因素包括流体的速度、粘度、密度以及流动的几何形状等。
当流体速度超过一定的临界值时，湍流就会发生。
湍流的维持则需要持续提供足够的能量，否则流体会逐渐转变为层流状态。
二、层流的特点与规律层流是指流体在管道、河流等狭窄空间中呈现平行的流动状态。
相对于湍流而言，层流的主要特点在于流体颗粒之间没有明显的相互干扰和碰撞，流体运动呈现出有序的状态。
层流的特点如下：1. 平行流动：层流中的流体颗粒沿着管道或河流的轴线方向运动，且速度相同。
流体颗粒之间的相对位置保持稳定，没有明显的交换和混合。
2. 速度分布均匀：由于流体颗粒之间没有明显的相互作用，层流中的速度分布均匀。
流体速度沿着截面的任意一条线上都相同，呈现出流速分布均匀的状态。
层流的形成与流体的流速、粘度、管道直径等因素有关。
当流体速度较低、粘度较高、管道直径较小时，流体倾向于呈现出层流的状态。
层流和湍流的定义
层流和湍流的定义一、层流的定义层流是指在流体中，流动的速度和方向在各个位置上几乎保持不变的一种流动状态。
层流通常发生在粘性流体中，比如水。
在层流中，流体沿着平行的层面流动，流速差异较小，流体粒子之间的相对运动较为有序。
层流的特点是流速均匀、流线平行、流体粒子间无明显的混合和交换。
层流可以通过实验观察到，比如将水从一个直径较细的管道中缓慢流出，我们会发现水以一定的速度和方向从管道中流出，形成平行的水流。
此外，层流还存在于自然界中，比如河流中的水流、大气中的风等。
二、湍流的定义湍流是指流体在流动过程中，速度和方向发生剧烈变化、混乱无序的流动状态。
湍流通常发生在高速流动的流体中，比如风、水流中的涡旋等。
在湍流中，流体粒子之间的相对运动复杂而混乱，流速差异较大，流线交织纠缠，形成各种涡旋。
湍流可以通过实验观察到，比如将水从一个粗糙的管道中迅速流出，我们会发现水以不规则的速度和方向从管道中喷射出来，形成混乱的水流。
此外，湍流还存在于自然界中，比如河流中的急流、强风中的气流等。
三、层流与湍流的区别层流和湍流是两种截然不同的流动状态，它们具有以下几个明显的区别：1. 流速和流线的不同：层流中，流速和流线保持稳定，流体粒子以平行的方式运动；而湍流中，流速和流线变化剧烈，流体粒子运动混乱无序。
2. 混合程度的不同：层流中，流体粒子之间的相对运动有序，几乎不发生混合和交换；而湍流中，流体粒子之间的相对运动复杂而混乱，混合程度较高。
3. 能量消耗的不同：层流中，能量消耗较小，流体粒子之间的摩擦较小；而湍流中，能量消耗较大，流体粒子之间的摩擦较大。
4. 噪音和振动的不同：层流中，噪音和振动较小；而湍流中，噪音和振动较大。
5. 湍流的不可逆性：湍流是一种不可逆的流动状态，即使在没有外界干扰的情况下，湍流也会持续存在；而层流在没有外界干扰的情况下，可以长时间保持稳定。
总结：层流和湍流是流体力学中两种不同的流动状态。
层流以流速均匀、流线平行和流体粒子间有序运动为特点，而湍流则以流速剧烈变化、流线交织纠缠和流体粒子间混乱无序为特点。
工程流体力学中的湍流与层流比较分析
工程流体力学中的湍流与层流比较分析湍流与层流是工程流体力学中两种不同的流动模式。
在实际的工程实践中，对于湍流和层流的比较分析是非常重要的，因为不同的流动模式具有不同的特点和应用场景，对于工程设计和性能评估具有重要的影响。
湍流是一种流动状态，其中流体粒子的运动呈现出无规律的、混乱的趋势。
在湍流中，流体粒子的速度、方向和位置会不断发生变化，并且具有高度的扩散性以及涡旋结构。
湍流具有较高的能量损失和阻力，因此在一些情况下需要采取控制措施以减小湍流带来的不利影响。
湍流的特点使其在能量混合、热传递以及质量传递等方面具有优势，因此在许多工程应用中湍流是必不可少的。
层流是指在管道或流道中，流体粒子的运动呈现出有序的、规律的趋势。
在层流中，流体粒子的速度、方向和位置保持稳定，流动轨迹呈现为各自平行的层流。
层流具有较低的能量损失和阻力，因此在一些要求较高流动稳定性和能量效率的应用中，层流是较为理想的选择。
层流具有较好的传质和传热性能，并且对于一些需要精确控制流体运动的工程应用具有重要意义。
在湍流与层流的比较分析中，我们需要从以下几个方面进行研究和评价。
首先，我们可以从流动特性的角度来比较湍流和层流。
湍流具有混乱的流动结构和高强度的涡旋，流体粒子的速度和位置变化较大。
相比之下，层流具有有序的流动结构和较小的速度和位置变化。
因此，从流动特性的角度来看，湍流更加不稳定，而层流更加稳定。
其次，在能量损失和阻力方面，湍流比层流更高。
湍流由于其混乱的流动结构和涡旋的存在，导致了更大的摩擦阻力和能量损失。
而层流由于其有序的流动结构和较小的速度变化，能量损失和阻力较小。
另外，传质和传热性能也是比较湍流和层流的重要指标。
湍流由于其混乱的流动结构和较大的涡旋，具有更好的传质和传热性能。
而层流由于其有序的流动结构，传质传热性能相对较差。
最后，在工程应用方面，需要根据具体的需求和场景来选择湍流或层流。
对于一些对流动稳定性和能量效率有要求的应用，如某些化工反应器、流体传送管道等，层流是较为理想的选择。
流体力学中的层流与湍流
流体力学中的层流与湍流流体力学是研究流体的运动规律和性质的学科。
在流体运动中，我们常常会遇到两种不同的流动状态，即层流和湍流。
本文将就这两种流动状态展开讨论，并比较它们的特点和应用。
一、层流层流是指流体在管道或河道中以分层的方式流动的现象。
在层流中，流体的流速和流向均保持稳定，流线呈平行状态，各层之间无交换。
层流具有以下几个特点：1. 稳定性高：层流的流速和流向稳定，具有较高的稳定性，可以有较好的控制性。
2. 流线整齐：层流中的流线呈平行排列，整齐有序。
流体粒子沿着确定的路径运动，互不干扰。
3. 无交换：各层之间无交换，层与层之间不存在混合和扩散的现象。
层流通常发生在低速流动或细长管道中。
工业生产中的输送管道、实验室中的毛细管以及血管中的血流等都可以看作是层流现象的应用。
二、湍流湍流是指流体在管道或河道中以一种混乱、不规则的方式流动的现象。
在湍流中，流线交错复杂，流速时快时慢，各层之间有交换和混合。
湍流具有以下几个特点：1. 高速旋转：湍流中的流体粒子不断旋转、交错，流线混乱，流速时快时慢。
2. 涡流形成：湍流中会形成许多旋转的涡流结构，这些涡流中具有良好的质量和动量交换能力。
3. 能量损失：湍流中由于能量的激烈交换和损耗，导致系统内部的能量损失，对管壁和结构造成冲击和摩擦。
湍流通常发生在高速流动或管道弯曲、扩张等复杂条件下。
例如，河流中的急流、风吹草动时的空气流动都属于湍流现象。
三、层流与湍流的对比层流和湍流是两种截然不同的流动状态，它们在流体力学中具有不同的应用和影响。
1. 相互转换：在某些条件下，层流和湍流之间可以相互转换。
层流经过一定距离的管道传输后，可能会转变为湍流，而湍流在稳定条件下也可以转变为层流。
2. 压降不同：相同情况下，湍流状态下的流体压降会比层流状态下的更大。
湍流中涡流的形成会导致能量损失，并增大系统的阻力。
3. 混合效果不同：层流中各层之间无交换，混合效果较弱；湍流中涡流的形成和交换使得流体混合更加充分，混合效果较强。
流体力学中的湍流与层流
流体力学中的湍流与层流在流体力学中，湍流和层流是两个重要且常见的概念。
它们描述了流体在管道、河流、大气中等流动情况下的特点和行为。
湍流和层流在不同的应用领域具有不同的重要性和影响。
本文将对流体力学中的湍流和层流进行详细的论述和解释。
一、湍流的定义和特点湍流是指流体在某一区域内流动时呈现出的混乱、不规则的特征。
它的特点包括流速剧烈变化、涡旋的生成和湍流能量的衰减等。
湍流是一种高度复杂的流动形式，其背后的数学模型仍然是一个未解之谜。
湍流的发生与流体的流速、粘度和几何形状等因素密切相关。
当流速达到一定值时，流体就有可能发生湍流。
此外，粘度也是影响湍流形成的重要因素，粘度越小，流体越容易形成湍流。
湍流的特点之一是剧烈的速度变化。
在湍流中，流体的速度会不断变化，并且会形成旋涡结构。
湍流的速度分布是非均匀的，存在着各种尺度的旋涡结构。
湍流还表现出随机性和混沌性。
湍流的形态和流动路径是随机的，很难通过简单的物理规律进行预测。
湍流中的各种旋涡结构相互作用、相互影响，导致流场的运动变得非常复杂，并且会随着时间的推移而不断演变。
二、层流的定义和特点层流是指流体在管道或河道中流动时，流速沿着某一方向保持恒定，且流体之间的相对运动较小的现象。
相对于湍流而言，层流具有一些独特的特点和优势。
层流的特点之一是流速沿流动方向的分布均匀。
在层流中，流体的速度呈现出整齐的层状分布，且沿流动方向保持恒定。
这种均匀的速度分布可以使流体的输送更加稳定和可控。
另一个特点是流体之间的相对运动较小。
相对于湍流而言，层流中流体之间的速度差异较小，有利于减少能量损失和流动的阻力。
因此，在一些需要稳定流动的工程领域，如管道输送、空调系统等，层流往往被广泛应用。
三、湍流与层流的区别和联系湍流和层流在流体力学中起到了不同的作用，它们有着明显的区别和联系。
首先，湍流与层流的速度分布不同。
湍流中的速度分布是不均匀的，存在着剧烈的涡旋和速度变化；而层流中的速度分布较为均匀，流体之间的速度差异较小。
流体的层流和湍流
流体的层流和湍流在物理学和工程领域中，流体的运动可以分为两种不同的方式，即层流和湍流。
层流是指在不同流速的液体或气体之间，流体层之间保持着整齐有序的运动方式。
湍流则是指流体层之间的动能传递和混合非常强烈，流体呈现出混乱、随机的运动状态。
本文将详细探讨层流和湍流的特点、形成原因以及应用等方面。
一、层流的特点和形成原因层流的主要特点是流体内部存在着稳定的层次结构，各个流体层之间运动方向一致，速度相差不大。
层流下流速比较低，能量损失较小，对于某些精确测量和需要流动稳定的行业非常重要。
层流的形成主要受到两个因素的影响：粘性和流速。
首先，粘性是层流形成的基础。
流体的粘性越大，分子间的相互作用力就越强，流体层之间的混合和交换速度就越慢。
其次，流速也是决定层流形成与否的因素。
当流速较小时，流体分子间相互作用力能够使粘性起主导作用，流体中的层次结构形成并保持稳定。
当流速增大时，流体分子间的相互作用力相对变弱，流体层开始破碎和混合，形成湍流。
二、湍流的特点和形成原因湍流的主要特点是流体运动混乱、随机，存在着强烈的涡旋和涡流。
湍流下流速较高，流体分子间的动能交换非常强烈，能量损失较大。
湍流常见于自然界中的河流、大气等，也存在于工程领域中的管道、飞机等应用中。
湍流的形成与流体的不稳定性有关。
当流体的运动受到外部扰动时，其速度分布和流线会产生变化，这种变化会扩大并在流体中形成涡旋结构。
涡旋之间的交互作用将流体分子的动能交换到不同空间尺度上，导致湍流的产生和发展。
三、层流和湍流的应用层流由于流动状态的稳定性，被广泛应用于实验室内的一些精确测量领域。
例如，在无尘室中，通过维持恒定的空气流速和流向，实现对实验环境的精确控制。
层流的应用还可以在某些生物实验、半导体加工等领域找到。
湍流在很多工程领域中也具有重要的应用价值。
例如，在飞机的空气动力学研究中，湍流对于气动性能的分析和改进起着关键作用。
此外，管道的输送过程中，湍流会增加摩擦力和能量损失，因此工程师通常会采取措施来减小湍流效应。
传输原理3 层流流动及湍流流动
3. 层流流动 湍流流动
3. 层流流动及湍流流动
2
3.1 流体的流动状态
• 3.1.1 雷诺试验
层流（滞流）：流体质点沿着轴线方向作直线运动，不具 有径向的速度，即与周围的流体间无宏观的碰撞和混合。
湍流（紊流）：流体质点在管内作不规则的杂乱运动，并 相互碰撞，产生大大小小的旋涡。流体质点除沿轴线方 向作主体流动外，还存在径向运动。
vx
v y x
vy
v y y
vz
v y z
3. 层流流动及湍流流动
3.1.2.2 层流流动下几种特殊情况的解析解 11
两平行平板间的等温层流流动－问题简化
v0
平板无限大，不同x处的任意截面
上速度分布相同：
vx x
2vx x 2
0
vx vy 0
vx f y
vy 0 y
x
vy f x
h
3. 层流流动及湍流流动
3.1.2.1 层流流动的定解问题
9
定解条件 边值条件
对称边值条件
当流体在流动区域内关于某一个面对称时，常常取这样的面 为计算的对称边界而简化计算，对称面上边界条件常取为物 理量在对称面上的变化率为零，如管道流动中当把坐标选在 管子的中心线上时，就有： 0
r r0
出入口边值条件
层流体由于固体壁面的作用使流体在固体壁面相切的方向
上必与固体表面保持相对静止
vt t, x, y, z w vw t, x, y, z
－－无滑移边值条件
固体壁面的切线速度
流体在与固体壁面相垂直的方向上，流体不能穿透而 进入固体内
vn t, x, y, z
0
w
－－无渗透边值条件
非线性物理——层流与湍流
参考文献 [1]陆同兴. 非线性物理概论. 合肥：中国科学技术大学出版社，2002 [2]D.K.Campbell. 非线性科学——从范例到实用. 力学进展，1989
一、湍流
1、湍流的引入：
湍流问题曾被称为“经典物理学最后的疑团”。 因为它涉及到从微观到宏观许多时 空尺度上的运动，它不仅和周围进行着能量交换，其内部也存在着各式各样的能量交 换。比如在对流实验中，上下液体之间的温度相差很大时，液体将激烈翻动，成为湍 流。湍流是流体的一种重要而且非常复杂的流动现象，在科学技术的各个方面，如气 象、水利、航天等，凡是涉及到流体运动的地方，湍流问题始终是一个需要迫切解决 的问题。
2、湍流的实例：
我们知道，液体流动有层流和湍流之分。为了研究湍流发生的规律，可以做一下 如下实验如图 1： 将某种透明的液体沿着一个玻璃管道流动， 并在液体注入一滴墨水。 如果管内流速很慢，则可看到沿着管道丝丝延伸的墨水，好象液体被分成许多层，各 层间彼此间不相混杂，这样的流动称为层流运动。然而当流速逐渐增大时，流体将出 现由弱到强的扰动，这时流动进入所谓湍流状态。
定于初始条件。与此不同，对于一个非线性振子，如前面研究过的范德玻耳振子，其 振幅、频率与相位是与非线性系统紧密相关的。系统最终所达到的稳定振动状态与初 始条件无关。因此，如果使两个非线性振子间发生耦合，就会出现一个振子的状态依 赖于另一个振子的振幅。或者一个振子的振动频率锁定在另一个振子的振动频率上， 或者两个振子同步地以一个共同的频率振动。 所以同步与锁模是非线性振动系统的固 有特性。 设 1 与 2 分别为两个振子的固有频率，如改变某个参数，当一个振子的 P 倍振 动频率 P1 与另一个振子的 Q 倍振动频率 Q 2 接近时，虽然 P 与 Q 互为质数，但是 如果两个振子之间存在某种耦合， 例如在摆线之间用一个弱弹簧连接起来的两个靠近 的单摆， 则两个系统的频率之比 1 / 2 P / Q 可能进入有理数状态， 这种在一定的频 率范围内一个振动系统与另一个振动系统间出现同步的现象称为锁模， 也称锁相或锁 频，三个名字都指两个振子的同步振动现象，但在含义上略有区别。显然锁模的范围 与两个振子间的耦合强度有关，在耦合的很弱情况下锁模范围很小，对大多数振动频 率运动是非锁模的，两个振子基本上在独立振动，它们处于准周期（或称拟周期）运 动状态。随着耦合的增强锁模范围增大，两振子的振动密切相关，当耦合达到某个阈 值之后系统可能进入混沌状态。 这是与倍周期分岔或阵发性混沌不同的的进入混沌的 道路，称为准周期道路。 ② 到了 20 世纪 70 年代，在非线性研究蓬勃发展以后，朗道—霍夫理论开始受到怀 疑。 根据同步锁模理论， 在非线性研究蓬勃开展以后， 朗道—霍夫理论开始受到怀疑。 根据同步锁模理论， 如果两个的振动之间没有耦合， 当不可约频率之比 1 / 2 P / Q 为有理数时，则运动仍为周期运动；1 / 2 为无理数时为准周期运动。然而在准周期 情况下，系统稍由扰动（两振动之间的耦合）就会过渡到与 1 / 2 无理数相接近的有 理数上，出现锁模现象，于是运动又成为周期的了，所以不可能发生一系列的不可约 频率 1 、 2 …的新振荡。 茹厄勒与塔肯斯首先从理论上证明，进入湍流不必出现无穷多个不可约频率分 量，实际上只需四次分岔就行了，即：不动点→极限环→二维环面→三维环面→奇怪 吸引子（湍流） 。后来茹厄勒、塔肯斯与纽毫斯（Newhause）又进一步从理论证明只 要经过三次分岔，由二维环面上的准周期运动就可直接失稳而成为奇怪吸引子。这种
流体力学中的层流和湍流特性分析
流体力学中的层流和湍流特性分析流体力学是研究流体运动规律的学科，其中最基本的概念是层流和湍流。
层流和湍流是流体在流动过程中表现出来的两种不同的特性。
本文将从物理性质、流动特征和应用领域等方面分析层流和湍流的特性。
一、层流的特性层流是指在流体运动中，流体分子或分散颗粒按照有序的排列方式沿着直线或平行线方向运动的现象。
在层流中，颗粒之间的相互作用较小，流体粒子的速度不会发生突变，流速分布均匀稳定。
层流的特性可以通过雷诺数来描述，当雷诺数小于一定阈值时，可以认为该流体是层流状态。
层流的主要特点是流动稳定、精密，容易掌握和预测流动规律。
层流在工程上有广泛的应用，例如水力传动系统、柱塞泵等。
层流的流动方式使得流体粒子在管道中的能量损失较小，因此能够减少管道的摩擦损失和能量损失，提高系统的工作效率。
此外，层流状态下流体的混合效果较好，可以减少污染物的扩散和传播，有助于环境保护。
二、湍流的特性湍流是指流体在流动过程中表现出来的无序、涡旋状、动能剧烈转换的特性。
在湍流中，流体粒子的速度和方向发生快速变化，形成各种大小的涡旋结构。
湍流的出现主要与雷诺数有关，当雷诺数超过一定阈值时，流体会从层流状态转变为湍流状态。
湍流的主要特点是流动不稳定、不可预测性和混合强烈。
湍流状态下的流体粒子之间发生的摩擦和碰撞会导致能量的持续转换，使得湍流具有高度的混合效应。
因此，在湍流状态下，流体的流速和温度分布非常不均匀，形成了各种湍流涡旋结构。
湍流现象广泛存在于自然界和工程实践中，例如气象学中的风暴、河流和大气层中的湍流现象。
三、层流和湍流的应用层流和湍流在工程实践中有不同的应用领域。
层流由于其流动的稳定性和可控性，广泛应用于精密仪器中。
例如，在高精度的光学设备中，层流能够减少气流对光的折射和扩散，提高光学成像的分辨率和清晰度；在洁净室中，层流能够有效控制空气中的微尘和微生物，保证对产品生产环境的洁净要求。
湍流由于其强烈的混合性和能量转换特点在一些工程领域中得到应用。
层流和湍流的定义
层流和湍流的定义层流和湍流是流体力学中两个重要的概念，用来描述流体在运动过程中的特性。
层流是指当流体在管道或通道中运动时，流体各层之间的速度分布均匀，流线平行且不交叉的现象。
湍流则相反，是指流体在运动过程中，速度分布不均匀且呈现无规则的螺旋状流线的现象。
层流的特点是稳定、有序和可预测。
在层流中，流体分子之间的相互作用力占主导地位，流体流动的速度分布是均匀的。
层流的速度剖面呈现出线性分布，流速沿流体流动方向逐渐减小。
层流的运动方式可以通过雷诺数来描述，雷诺数小于临界雷诺数时，流体呈现层流状态。
层流的应用广泛，例如在实验室中进行精密实验时，需要保持流体的稳定和可预测性，层流条件可以满足这些要求。
此外，在某些工业生产中，如微电子制造、制药和食品加工等领域，也需要层流条件来确保产品质量和生产效率。
相比之下，湍流是一种混乱、不稳定和难以预测的流动状态。
在湍流中，流体的速度分布不均匀，流线呈现出复杂的螺旋状分布。
湍流的形成是由于流体分子之间的不规则碰撞和涡旋的产生。
在湍流中，涡旋会不断形成和消失，使得流体的速度和压力分布时刻变化。
湍流具有较高的混合和传输能力，因此在一些工程领域中广泛应用。
例如，在石油、化工和环境工程中，湍流可以提高传热和传质效率，使得反应速率加快和反应均匀。
此外，湍流也是自然界中常见的现象，如河流、海洋中的水流、大气中的气流等都呈现湍流状态。
层流和湍流的转变是一个连续的过程，在某些情况下可以通过调节流体的流速、粘度和管道直径等参数来控制。
当流体流速增加、粘度减小或管道直径变大时，层流会逐渐转变为湍流。
这种转变通常发生在雷诺数超过临界雷诺数时。
层流和湍流是流体力学中两个重要的概念，用来描述流体在运动过程中的特性。
层流具有稳定、有序和可预测的特点，适用于精密实验和某些工业生产。
而湍流则是一种混乱、不稳定和难以预测的流动状态，适用于提高传热和传质效率的工程应用。
两者之间的转变与流体的流速、粘度和管道直径等参数有关，可以通过调节这些参数来控制。
层流和湍流
水底流动的层流与湍流特性
水底流动的层流与湍流特性水是地球上最重要的物质之一，它在自然界中的流动对于维持生态系统的平衡至关重要。
水流动的特性是一个复杂而有趣的研究领域，其中尤其值得关注的是水底流动的层流与湍流特性。
本文将探讨层流与湍流的定义、形成机制以及它们在水底流动中的重要性。
层流是指流体在流动过程中，流速同一条流线上的各个点之间没有速度差异，流线之间也没有交叉。
层流的流动方式非常有序，呈现出层层叠加的平行流线。
在水底流动中，当水流速较慢或水深较浅时，水流常呈现出层流的特性。
层流的流速分布均匀，流线间无交叉，这使得水中的生物和悬浮物能够更好地分布和沉降，维持生态环境的平衡。
与层流相对的是湍流，湍流指的是流体在流动过程中，速度和压力出现剧烈的不规则波动，流线交错、交织并形成旋涡。
湍流的流动方式非常混乱和不稳定，在水底流动中，当水流速度较快或水深较深时，往往会出现湍流的特性。
湍流的流速分布不均匀，不规则的流线形状导致悬浮物质的携带和分布变得更加复杂，这对生态系统的影响较大。
层流和湍流的形成机制有着不同的原因。
层流主要是由于流体的粘性作用和惯性作用之间的相互作用导致的。
当粘性作用占主导地位时，流体分子间的摩擦使得流速分布较为均匀，从而形成层流。
相比之下，湍流的形成是由于惯性作用占主导地位，当流体速度较快时，惯性力超过了粘性力，流体之间发生剧烈的扰动和交互，导致湍流的形成。
在水底流动中，层流和湍流的特性对于生态环境的稳定和物质的运移扮演着重要的角色。
层流的稳定有助于水中的生物和悬浮物质的分布与沉降，使得生态系统能够维持相对平衡的状态。
湍流的存在则带来了更强的混合效应，这在某些情况下可以促进氧气和养分的均匀分布，但在过度湍流的情况下也可能破坏水中生态系统的稳定性。
综上所述，水底流动的层流与湍流特性在维持生态环境中起到了重要的作用。
层流和湍流的形成机制以及它们的特性不仅为科学家们提供了深入研究流体力学和生态学的机会，也为我们更好地理解水生态系统的运行机制提供了重要的参考。
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第一篇 大气的组成与物理特性 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 大气的气体成份 大气中的粒子群 大气的运动、能量与构造 大气的光学特性 大气的电学特性
1
第二篇 大气湍流
粘性流体的两种形态： 层流和湍流。
层流是流体运动中较简单的状态， 普遍的却是湍流。
2
湍流研究的意义
湍流的研究与国防建设和国民经济中 的航空、船运、环境保护、气象、化工、 冶金、水利、医学等学科密切相关，如果 能掌握它的运动规律，对它进行合理的应 用和有效的控制，那么对基础研究与实际 应用将有重大的意义。
3
湍流研究的成果
人们对湍流结构、湍流边界层、湍流 剪切流、湍流的传热传质、湍流扩散、湍 流统计模型、大气湍流、晴空湍流、等离 子湍流、湍流测量等问题进行了广泛的研 究，并取得了丰硕的成果。
4
本节的内容
湍流的一般定义和描述； 湍流与层流的区别； 湍流理论发展的历史； 湍流理论简介； 湍流的特点； 大气湍流的复杂性； 湍流研究技术的发展。
5
湍流的一般定义和描述
1. 湍流是随机的（Reynolds，Taylor，Von Karman ，Hinze等），又具有拟序结 构。
2. 流体的湍流运动是由各种大小和涡量 不同的涡旋叠加而成的，其中最大涡 尺度与流动环境密切相关，最小涡尺 度则由粘性确定；流体在运动过程中， 涡旋不断破碎、合并，流体质点轨迹 不断变化。
6
湍流的一般定义和描述（续）
3. 在某些情况下，流场中流体呈非线性 完全随机的运动；在另一些情况下， 流场中的流体随机运动和拟序结构并 存。
4. 湍流中的特征呈现连续的变化，人们 将N—S方程作为湍流运动的基本方程 。
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7
湍流与层流的区别
共同点 区别一：控制方程不同 区别二：性质上不同 两者的联系与转换 返回
8
粘性流体运动的一般性质
(1)运动的有旋性； (2)能量的耗损性； (3)涡旋的扩散性。
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9
流体的控制方程
层流是一种有序的确定性的流体运动，流体物 理量除了在分子热运动的微观尺度上有随机 的起伏外，在宏观尺度上都是确定性的。
可 以直接从纳维—斯托克斯方程出发通过解方 程把流场求出来 。
湍流则是一种宏观的时间和空间尺度上无序的 非确定性的流体运动，其流体物理量的变化 是无规则的。
其控制方程现在仍认为是雷诺 方程 返回
10
性质上绝然不同 ——表现在传热和传质上
层流的特征是流体运动规则，各部分分层流 动互不掺混，质点的迹线是光滑的，而且 流场稳定．湍流的特征则完全相反，流体 运动极不规则．各部分激烈掺混，质点的 轨线杂乱无章，而且流场极不稳定． 湍流运动产生的质量和能量输运将远远大于 分子热运动产生的宏观输运，湍流场中质 量和能量的平均扩散远远大于层流扩散。
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11
两者之间的联系和转换
Re数作为层流过渡到湍流去的决定参数， Re数代表惯性力和粘性力之比．当Re数 较小时粘性力比惯性力大，此时流动稳 定，扰动是衰减的；当Re数变大时，惯 性力较粘性力大．此时流动比较不稳定， 扰动容易发展增强，形成湍流．
12
层流向湍流的转换
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13
三、湍流理论发展的历史
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1854－1883年
1854 年德国工程师 Hagen 在水管实验中观 测到了湍流现象。
1877 年法国 Boussinesq. J ，引进了湍流粘 性系数μT。
1883年，Reynolds. O第一次提出了临界雷 诺数，雷诺方程和雷诺应力的概念， 确定了湍流形成的判据和描述湍流运 动的基本方程。
15
1925－1932
Prandtl. L，von Karman 和Taylor把湍流流 体元运动和分子热运动类比，建立了湍 流半经验理论，这理论比较成功地解释 了湍流对平均流场影响的一些规律，但 在解释及探讨湍流本身的起伏脉动规律 时却完全失败了。
16
1935－1945
Taylor，von Karman和前苏联学者 kolmogorov，Obukhov相继发展了湍流 的统计理论，这些理论也只是解释了均 匀各向同性或局地均匀各向同性湍流运 动规律。
17
20世纪60年代以后
大涡拟序结构成了近年来湍流研究的一大 热门。
20世纪80年代以来，非线性理论 领域的研究成果，给湍流研究注入了生 机。
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18
湍流理论简介
人们把研究重点放在湍流运动的两个不同 阶段上：1、从层流到湍流的转换以及 湍流的发展前期；2、充分发展的湍流 的规律性． 1．湍流的统计理论 2．半经验理论 3．湍流模式理论 4、其它一些理论和方法
19
1．湍流的统计理论
统计理论把重点研究湍流的脉动结构，通过建 立不同随机量之间的关联函数，得到随机变 量的统计特性，以此了解湍流的内部结构， 掌握湍流平均流动变量的空间分布与时间演 变的情况。
1. Taylor两点间脉动流速相关联 ； 2. Karman—Howarth方程； 3. Taylor和w．Heisenberg关联函数和谱函数； 4. 热线风速仪促进了统计理论的迅速发展； 5. 50年代以后没有太大的发展。
20
2．半经验理论
半经验理论着重研究时均流的运动规律， 它能给出工程应用中人们最感兴趣的一 些物理量，具有很强的实用性。
其核心 是给出二阶脉动速度关联项的表达式。
Boussinesq涡粘性系数； Prandl混合长度理论 Taylor涡量转移理论 Karmann局部运动相似理论
21
3．湍流模式理论
半经验理论只能用于较简单的流场，对于比较复 杂的流场，必须引进高阶的封闭模式。
模式是在充分了解湍流现象的基础上，引出一系 列假设，按照一定的原则实现的。
目前比较常用的模式有雷诺应力模式、代数应力 模式、湍流动能方程模式以及涡粘性模式。
计算机技术和数值方法的迅速发展， 使得模式的 应用变得比较简单。
22
4、其它一些理论和方法
大涡结构理论以及该理论中所采用的三重 分解法 分数维理论 现代混沌理论 返回
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湍流的特点
传统上认为湍流研究的困难, 测量和非线性 湍流运动的一些基本特征 ： 1. 运动的不规则或随机性 2. 服从于粘性流体运动规律 3. 高雷诺数性质 4. 粘性耗散性质 返回
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大气湍流的复杂性
大气湍流运动比一般湍流还要复杂的多。
主要 有以下三个特点： 1. 大气湍流的尺度范围非常宽广。
2. 由海洋、高山、冰雪、森林、城市等地面 形成了大气湍流非常复杂的边界条件，使 边界层大气湍流具有多种形式的结构。
3. 大气湍流具有多种形式的能源与能汇。
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25
湍流研究技术的发展
计算机的出现对湍流的研究是个很大的促进，它 提供了解决湍流问题的新途径。
次网格封闭模 型，谱方法 在实验方面，热线风速仪配之以计算机采样和数 据处理加工，数字滤波技木，以及离散快速 Fourier变换等先进数学方法的出现，使得湍流 实验有了重大突破。
激光多普勒测量仪以及近30年迅速发展起来的流 场显示技术等有可能获得流动的小尺度结构逼 真的图象 。
26
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