湍流的產生機理到底是什麼?沒有粘性會產生湍流嗎?

時間 2021-05-06 00:46:48

1樓:Gannicus

1.求解NS方程是為了更加精確刻畫湍流。粘性對湍流的形成還是有影響的。

2.主流觀點認為湍流的形成是基於諧波共振,低頻率波動通過NS方程的非線性項激發高頻波動,但這個高頻波動不可能無窮激發下去,因為粘性的作用就是對高頻波動的耗散,將其裝換成熱能。

2樓:崔巨集武

湍流定義太模糊,實質是流體流動失去穩定性的後果,若沒有粘性,很多的流動沒有阻尼,就沒有變化的過程。有剛性需邊界的必須考慮粘性,不然邊界速度為零不能保證。恰恰速度的梯度變化是湍流發生的重要原因。

3樓:羅化生

基礎知識忘記比較多了,但是我可以比較確定的說湍流來自於渦旋運動的非線性發展,而三個以上的渦旋實際上就構成了動力學系統上的三體問題,這個三體以上問題是無解的

4樓:

沒有粘性可以產生湍流。

不可壓的情況下,渦量只能從壁上注入流體。如果沒有粘性,no-slip wall變成了流線,這樣無論如何也不會產生湍流。

但是可壓縮的流體,可以由壓力梯度和密度梯度的夾角產生渦量,這樣就可以有reyleigh-benard,richtmyer–meshkov這樣的湍流發生機制。

如果不講湍流的產生,只講這個現象本身,那無粘的流體當然可以有湍流。比如乙個有限雷諾數的各向同性湍流算到一半把粘性關掉,湍動可以持續下去,不會突然變層流的。如果數值格式可以做到動能守恆,同時比較多得保持其他的quadratic的量,算很久很久才會blow up。

5樓:

由於流體有粘性,所以流動時流體的各層的速度不同,所以層與層之間會互相的搓。主體流體的速度越大,這種搓的勢頭也就越大,一旦搓的勢頭大到一定的程度,那麼就會失去平衡和穩定,於是湍流出現了。

如果沒有管道,即便流體有粘性,流體高速流動時也不會發生紊流的。因為沒有管道就沒有了分層的流速差,沒有流速差就沒有了搓。

6樓:

我想回答題主的是,這種問題就不要在知乎上問了,會有好多半瓶子醋跳出來誤導你,好好請教老師吧。

———我是在某三航院校做轉捩的,看到湍流起因就點進來看。以前知道印子斐和朱輝,所以就看他倆的回答,都挺好的。印開始沒答好第二個,後來改好了,給印點個大讚!

可是看到紫元的這個答案有11個贊同,比朱輝的5個還多,就點進來看,這回答的第一條就在亂扯,什麼叫ns方程條件不成立的時候就有湍流了?什麼時候湍流是分子無規則運動導致的現象?答主你確定你流體力學概念都清楚?

確定老師講的微分方程你明白?後面的幾條都不用看了……

為什麼這麼言辭激烈的講呢?因為最近一位計算流體力學先驅來我們組,乙個師弟給他匯報,結果被批只知道拿來,也不釐清概念認真思考。所以,對答主這種近乎亂扯的答案不能接受。

(跟導師關係好,所以直接當著導師面批學生,當然是長輩教育的語氣)

7樓:活力松

第乙個問題: NS方程的粘性項計算不會耗費很多的計算資源,中心差分矩陣加加減減就好了,粘性有耗散作用,更好計算。

第二個問題:湍流是流體的脈動流動,產生湍流的原因是流動的不穩定性。而粘性並非是湍流的產生原因,否則就不會有湍流層流之說了,因為層流也有粘性。

從能量的角度來說,湍流的能量串級理論是大渦變小渦,小渦在粘性裡耗散。但耗散作用並不是只有粘性才能實現,湍流脈動同樣可以耗散能量。同時渦的產生也不是因為粘性,而是流體微團的剪下。

實際流動中,可能渦和湍流同時出現,因此有這樣的混淆。

8樓:聖.馬特萊布斯基

首先是問題一:邊界層方程這玩意,它本身簡化了不少東西,比如他把流向梯度給簡化了,這樣的話,求出來的邊界層形狀其實是不夠準確的,這樣的話,我們要確認這些東西,就要靠經驗公式,顯然這是過於簡陋的,所以要用NS方程。

其次是問題二,我對他的觀點是贊同的,湍流的結構是由雷諾應力和粘性耗散共同維持的,如果你認為無粘的話,顯然她的結構就會出現很大偏差。話說回來,如果流體中出現擾動,流動的非線性性確實就足夠產生不穩定現象,但是沒有粘性因素,很多更小的結構他本身就是錯誤的,湍動能積累在最小的一級結構裡耗散不掉了。當然,在實際的CFD算例中,由於格式本身有耗散,也不是一定就會發散,但是這個結果是非物理的,沒有意義。

因為我們要研究的是真實的湍流結構。

9樓:辛德熱辣

嘗試說點什麼

首先兩個認識:

1,粘性是流體的固有屬性,且粘性力主要體現為一種剪下效應。

2,假定流動只受慣性力和粘性力主導的情況下,其相對強弱情況決定了流動時湍流還是層流。

從而1,對於外流這種計算擾流物氣動力的情況,當剪下效應相比擠壓效應引起的氣動力可忽略不計時,不用NS方程也許可能,是可能,可以計算出合理的結果。

2,對於內流,當計算管道兩端流動變數關係,且管道不是那麼粗糙,不那麼長時,也可以不用NS方程;當計算管道某截面處流動變數分布時,若粘性力相比慣性力不可忽略,尤拉方程應該作用不大。

有不少不嚴謹的地方,僅供參考。

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