怎么判断是层流还是湍流

生活经验016

本文目录

  1. 空气湍流是什么意思?
  2. 湍流的规律?
  3. 紊流和湍流有什么区别?
  4. 飞机湍流是什么意思?
  5. 层流内层的厚度随Re如何变?流体湍流,层流?

空气湍流是什么意思?

空气湍流是指空气在流动过程中,由于受到各种因素的影响,流动状态变得不稳定,出现了旋转、混合、涡流等现象。空气湍流是一种复杂的流动状态,其特点是速度和方向随机变化,流线交错、交织,形成各种大小不一的涡旋和涡流,使空气的速度、压力、密度等物理量出现剧烈的变化。

空气湍流是自然界中广泛存在的一种现象,如风、气旋、涡流等都是空气湍流的表现。在工程和科学研究中,空气湍流也是一个重要的研究对象,因为它对于流体力学、热力学、气象学等领域都有着重要的影响。例如,在飞行器设计中,需要考虑空气湍流对飞行的影响,以保证飞行的安全和稳定性。

怎么判断是层流还是湍流,第1张

湍流的规律?

雷诺实验证实,对于粘滞流体,湍流的发生取决于流场的雷诺数Re =υ/(其中、υ 分别为流体的运动粘度和特征速度,为特征长度)。雷诺数为作用于流体上惯性力和粘性力的无量纲比值。当流体中发生扰动时,惯性力的作用是使扰动从主流中获取能量;而粘性力的作用则是使扰动受到阻尼。但大雷诺数只是湍流发生的必要条件。大气湍流的发生还须具备相应的动力学和热力学的条件。风速切变是扰动产生的动力因素,当风速切变足够大时,可使波动不稳定,形成湍流运动。温度分布不均匀,是影响大气湍流的热力因素。当温度的水平分布不均一,且斜压性不稳定时(见大气动力不稳定性),大气扰动较强,水平风速及其切变很大,这些因素都对湍流的生成和发展有利,晴空湍流经常发生在这种区域里。温度的铅直分布对大气湍流的影响,取决于大气静力稳定度。在自动对流不稳定的条件下,湍流的生成和发展很强烈。一般可用理查孙数(R)判别稳定度对湍流的作用:

[108-01]其中 为位温, 为重力加速度, /z和/z为位温和特征风速的铅直切变,1/?/z为大气铅直稳定度。理查孙数是浮力作功产生的湍流能量与雷诺应力作功产生的湍流能量的无量纲比值。在不稳定条件下,R<0,浮力作功,使湍流增强;在稳定条件下,R>0,湍流运动将反抗浮力作负功而消耗一部分湍流能量。当R数达到临界值时,湍流将完全受到抑制,转变为层流或波动。临界理查孙数大致在0.25~1之间,准确数值还需进一步用实验证实。R接近零时为中性大气,此时湍流得到发展或受抑制,还要考虑其他物理因子后才能断定。

紊流和湍流有什么区别?

湍流和紊流的区别是:

1.概念一样,叫法不同。紊流:如果混掺就是紊流。湍流:其实就是紊流,只是说法不同而已,是一个概念。

2.雷诺数不同。雷诺数小,说明粘滞力大,对流体质点起约束作用,到一定程度,呈层流,反之,紊流。

飞机湍流是什么意思?

大气湍流运动中伴随着能量、动量、物质的传递和交换,传递速度远远大于层流,因此湍流中的扩散、剪切应力和能量传递也大得多。

飞机湍流对飞行性能、结构载荷、飞行安全的影响很大。飞机在大气湍流中飞行时会产生颠簸,影响乘员的舒适程度,还会造成飞机的疲劳损伤。因湍流引发的飞行事故时有发生。

层流内层的厚度随Re如何变?流体湍流,层流?

流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄