湍流
湍流，在流体动力学中，是一种流体运动，其特征是压力和流速的无序变化。它与层流相对。 湍流十分常见，例如海浪、湍急的河流、滚滚的暴风云或烟囱冒出的烟雾，自然界中发生或工程应用中产生的大多数流体流动都是湍流。 湍流是由流体流动部分中的过度动能引起的，它克服了流体黏度的阻尼效应。出于这个原因，湍流通常在低黏度流体中实现。一般而言，在湍流中，会出现大小不一的非定常涡流，它们相互影响，因此由于摩擦效应而产生的阻力增加。这增加了通过管道泵送流体所需…
标签：#亂流
共 13 篇文章
能量串级
射流，使用技术制成。射流涉及多个长度尺度，这是在湍流模型中出现能量串级的先决条件。]] 在连续介质力学中，能量串级包括能量从大尺度运动到小尺度运动的传输（称为正向能量串级）或能量从小尺度到大尺度的传输（称为逆向能量串级）。这种不同尺度之间的能量转移只能发生在非線性系統中。严格来说，串级的能量传输发生在局部（仅在非常接近的尺度之间），类似于水从一个水池流动到下一个临近水池产生的层叠瀑布，而不会出现跨越整个尺度范围的远程传输。 在对完全成形…
壁面定律
壁面定律（）是流体力学中的一个定律，指高雷诺数的湍流中某点平均速度与该点到壁面距离的对数成正比。该定律由西奥多·冯·卡门于1930年首先提出。 壁面定律仅在接近壁面但离壁面仍有一小段距离的部分区域适用（最贴近壁面的区域则为粘性力主导）。其表达式为： :u^+ = \frac{1}{\kappa} \ln\, y^+ + C^+, \Big(y^+ = \frac{y\, u_\tau}{\nu}, u_\tau=\sqrt{\frac{…
馮·卡門常數
在流體力學裡的馮·卡門常數得名自西奥多·冯·卡门，此无量纲量和湍流在邊界附近沿壁面法向縱向速度分佈的對數定律密切相關。這種邊界層的流速剖面為： :u=\frac{u_{\star}}{\kappa}\ln\frac{z}{z_0}, 其中u是在邊界上方，高度平均z處的平均流速。粗糙度高度（roughness height，也稱為) z0，表u變成零的位置。κ是馮·卡門常數，一般其值是0.41，而u_\star是，會隨邊界的剪應力τw變化…
大涡模拟
气体速度场的大涡模拟。]] 大涡模拟(Large eddy simulation, LES) 是用于计算流体动力学的湍流数学模型。它最初由约瑟夫·斯玛格林斯基于 1963 年提出，用于模拟大气气流， 并由迪尔多夫(1970)推广。 LES 目前广泛应用于多个研究领域，包括燃烧、 声学、 和大气边界层模拟。 通过数值求解Navier-Stokes 方程来模拟湍流需要解决非常广泛的时间和长度尺度，所有这些都会影响流场。这样的分辨率可以通过直…
雷诺平均纳维-斯托克斯方程
雷诺平均纳维－斯托克斯方程（，简称RANS）是流体力学中一种用来描述湍流的时均纳维－斯托克斯方程。其思想是将湍流运动看作时间平均与瞬时脉动两种流动的叠加，即任一物理量\phi满足： :\phi=\bar{\phi}+\phi'. 其中，\bar{\phi}为时均值，\phi'为脉动值。时均值可定义为： :\bar{\phi}=\frac{1}{\Delta t} \int_{t}^{t+\Delta t} \phi(t) dt. 如果不…
機尾亂流
的翼尖涡流研究的图片定性地说明了机尾乱流。]] 机尾乱流（）（简称：尾流）是飞机飞行时在其后方形成的一种大气扰动。主要包括翼尖涡流和喷气尾流，即喷气发动机排出的高速气流。 在飞机起飞和降落阶段，机尾乱流特别危险。此时，飞机通常以较大的迎角飞行，这种姿态更容易形成强烈的涡流。在机场附近，可能有多架飞机以低速和低空飞行，飞机在遭遇异常时的恢复空间也相应减少。 定义 机尾乱流是晴空乱流的一种。重型飞机的机翼会产生旋转的双涡流，这种涡流在飞机经…
晴空亂流
晴空亂流（，簡寫為CAT），又稱「晴空湍流」，是晴空中幾乎無法用肉眼或傳統雷達的方式觀察到此種亂流。然而，遠距離的狀況，一些使用光學原理運作的亂流偵測方式是可以偵測到這種亂流，包括閃爍計、都卜勒效應光學雷達、及N-slit interferometer。 晴空亂流是因為不同速度的氣團相遇而造成，晴空亂流多半沒有雲。 最可能造成晴空亂流的區域是在对流层較高處，約在海拔7,000至12,000公尺的高度，大約接近對流層頂。在有高速氣流的區域…
心雜音
心雜音是血流通過心臟瓣膜時產生的心音，可以用聽診器聽見。 心雜音有兩種類型。功能性雜音（生理雜音）主要由心臟以外的生理構造造成；病理性雜音則是由心臟構造異常所引起。功能性雜音是良性、無害的。 心雜音可能由很多問題造成，如血管狹窄、瓣膜脫垂或血流異常。這些病理性雜音應該由醫師評估。 心雜音最常用產生的時間做分類，分為收縮期心雜音和舒張期心臟雜音，但持續出現的雜音就無法直接分類。 分類 心雜音可以用七個特質分類：時間、波形、位置、傳播(ra…
混合长理论
中之前保持其原始特性的距离。这里，图左侧的标尺就是混合长度。]] 在流体动力学中，混合长理论是一种通过涡流粘度在牛顿流体边界层内通过湍流雷诺应力来描述流体动量传递的方法。该理论由普朗特在 20 世纪初开发。 普朗特本人对该模型持保留态度，将其描述为“只是一个粗略的近似” ，但从那时起它就被用于许多领域，包括大气科学、海洋学和恒星结构等方面的研究。 物理直觉 混合长度在概念上类似于热力学中平均自由程的概念：流体团将保持其特性为特征长度，记…
柯尔莫哥洛夫微尺度
柯尔莫哥洛夫微尺度是湍流中最小的尺度。在柯尔莫哥洛夫尺度上，粘度占主导地位，湍流动能消散为热量。它们由定义 其中\varepsilon是每单位质量的湍流动能的平均耗散率，和\nu是流体的运动粘度。 柯尔莫哥洛夫长度尺度的典型值，对于大气运动，其中对于千米级的大涡流，尺度范围大约从 0.1 到 10 毫米；对于较小的流，例如在实验室系统中的流， \eta可能要小得多。 柯尔莫哥洛夫在他1941年发表的理论中称，最小尺度的湍流是普遍的（对于…
雷诺应力
在流体动力学中，雷诺应力是流体中总应力张量的分量，该分量是通过对Navier-Stokes方程进行平均运算获得的，以解释流体动量的湍流波动。 定义 使用雷诺分解可以将流速场分为平均部分和波动部分。我们有 : u_i = \overline{u_i} + u_i',\, \mathbf{u}(\mathbf{x},t)是具有分量的流速矢量u_i在里面x_i坐标方向（与x_i表示坐标向量的分量\mathbf{x} ）。平均速度\overli…
拉格朗日拟序结构
拉格朗日拟序结构（）是指在时变系统（如流体力学中的湍流）中区分不同动力学特征区域的结构。这些结构可以用有限时间李亚普诺夫指数（finite-time Lyapunov exponent）来定义。这一定义是基于拉格朗日力学来描述的，与参考系无关。 通过有限时间李亚普诺夫指数可以找到时间相关系统中的分界线（separatrix），通常类似于时间无关系统中的稳定流形和非稳定流形。这些分界线即是拉格朗日拟序结构。拉格朗日拟序结构可以区分流场中有…