湍流的统计和测量湍流运动的基本方程学习教案

1、会计学1湍流的统计湍流的统计(tngj)和测量湍流运动的基和测量湍流运动的基本方程本方程第一页，共76页。24mQUd平均流速：RemU d雷诺数： 第2页/共76页第二页，共76页。图1-1 雷诺实验(shyn)示意图第3页/共76页第三页，共76页。第4页/共76页第四页，共76页。下图展示了在不同时刻采集的圆管湍流(tunli)中心线上的流向脉动速度( Re =6000)-实验结果不可重复第5页/共76页第五页，共76页。第6页/共76页第六页，共76页。第7页/共76页第七页，共76页。( )iTP uNNiiuuuuu Pu第8页/共76页第八页，共76页。第9页/共76页第九页，共

2、76页。( )u( )ux( ) ( )P xM ux( )( )dP xp xdx第10页/共76页第十页，共76页。( )( ( )( )P xM uxvy和2( , )( , )P x yp x yx y 第11页/共76页第十一页，共76页。( )u( , )ut( , )utt( , )P x t 在 时刻出现ux的实验次数所有实验次数( , )( , )p x tP x tx 第12页/共76页第十二页，共76页。( )uEup u du1( )lim/NuiNiuEup u duuN第13页/共76页第十三页，共76页。uuuEuu 第14页/共76页第十四页，共76页。1( )

3、Nninniuuu p u duN第15页/共76页第十五页，共76页。( )( )exp()K zp xixz dx1i 第16页/共76页第十六页，共76页。( , )( ,; , ) ( , ) ( , )uuRt tuu p u u t t duduut ut( , )ut( , )ut( , )R t t第17页/共76页第十七页，共76页。( , )uuRt第18页/共76页第十八页，共76页。( , )( , )( , )ututut (, )(,)( )uuut utR( , )uuRtd 201lim( , )0TTut dtT第19页/共76页第十九页，共76页。01lim

4、( , )0TTuut dtT第20页/共76页第二十页，共76页。第21页/共76页第二十一页，共76页。1212( ,)( ,) ( ,)uuRx xux ux第22页/共76页第二十二页，共76页。uuR12312321231lim( , )08iLLLLLLLux dxL L L 第23页/共76页第二十三页，共76页。第24页/共76页第二十四页，共76页。iup第25页/共76页第二十五页，共76页。第26页/共76页第二十六页，共76页。第27页/共76页第二十七页，共76页。第28页/共76页第二十八页，共76页。第29页/共76页第二十九页，共76页。1( ,)( , )ex

5、p()2uuuuSxRxid 第30页/共76页第三十页，共76页。第31页/共76页第三十一页，共76页。123(,; )LLLppuXXXt第32页/共76页第三十二页，共76页。12121200100( )() ( )ttLuuttLuux tRtt dt dtdtRd 第33页/共76页第三十三页，共76页。第34页/共76页第三十四页，共76页。第35页/共76页第三十五页，共76页。第36页/共76页第三十六页，共76页。第37页/共76页第三十七页，共76页。第38页/共76页第三十八页，共76页。第39页/共76页第三十九页，共76页。第二章 湍流运动(yndng)的基本方程第

6、40页/共76页第四十页，共76页。二、雷诺方程和脉动二、雷诺方程和脉动(midng)(midng)运动方程运动方程一、纳维一、纳维- -斯托克斯方程斯托克斯方程(fngchng)(fngchng)和湍流和湍流三、雷诺应力三、雷诺应力(yngl)(yngl)和雷诺应力和雷诺应力(yngl)(yngl)输运方程输运方程四、四、不可压缩湍流的标量输运方程不可压缩湍流的标量输运方程五、可压缩湍流的统计方程五、可压缩湍流的统计方程六、涡量的输运和湍流六、涡量的输运和湍流第41页/共76页第四十一页，共76页。一、纳维-斯托克斯方程(fngchng)和湍流第42页/共76页第四十二页，共76页。一、纳维

7、一、纳维-斯托克斯方程斯托克斯方程(fngchng)和湍和湍流流第43页/共76页第四十三页，共76页。一、纳维一、纳维-斯托克斯方程斯托克斯方程(fngchng)和湍流和湍流第44页/共76页第四十四页，共76页。一、纳维一、纳维-斯托克斯方程斯托克斯方程(fngchng)和湍和湍流流第45页/共76页第四十五页，共76页。一、纳维一、纳维-斯托克斯方程斯托克斯方程(fngchng)和湍和湍流流当前研究结论第46页/共76页第四十六页，共76页。一、纳维一、纳维-斯托克斯方程斯托克斯方程(fngchng)和湍流和湍流第47页/共76页第四十七页，共76页。一、纳维一、纳维-斯托克斯方程斯托克

8、斯方程(fngchng)和湍流和湍流第48页/共76页第四十八页，共76页。二、雷诺方程(fngchng)和脉动运动方程(fngchng)第49页/共76页第四十九页，共76页。二、雷诺方程和脉动二、雷诺方程和脉动(midng)运动方程运动方程湍流平均量脉动量第50页/共76页第五十页，共76页。二、雷诺方程二、雷诺方程(fngchng)和脉动运动方程和脉动运动方程(fngchng)与N-S方程相比多出了雷诺应力项第51页/共76页第五十一页，共76页。二、雷诺方程二、雷诺方程(fngchng)和脉动运动方程和脉动运动方程(fngchng)雷诺应力项方程不连续第52页/共76页第五十二页，共7

9、6页。三、雷诺应力(yngl)和雷诺应力(yngl)输运方程第53页/共76页第五十三页，共76页。三、雷诺应力三、雷诺应力(yngl)和雷诺应力和雷诺应力(yngl)输运方程输运方程第54页/共76页第五十四页，共76页。三、雷诺应力三、雷诺应力(yngl)和雷诺应力和雷诺应力(yngl)输运方程输运方程第55页/共76页第五十五页，共76页。三、雷诺应力和雷诺应力输运三、雷诺应力和雷诺应力输运(sh yn)方程方程第56页/共76页第五十六页，共76页。三、雷诺应力和雷诺应力输运三、雷诺应力和雷诺应力输运(sh yn)方程方程第57页/共76页第五十七页，共76页。三、雷诺应力三、雷诺应力

10、(yngl)和雷诺应力和雷诺应力(yngl)输运输运方程方程第58页/共76页第五十八页，共76页。三、雷诺应力三、雷诺应力(yngl)和雷诺应力和雷诺应力(yngl)输运方程输运方程第59页/共76页第五十九页，共76页。三、雷诺应力三、雷诺应力(yngl)和雷诺应力和雷诺应力(yngl)输运方程输运方程第60页/共76页第六十页，共76页。四、不可压缩湍流的标量(bioling)输运方程第61页/共76页第六十一页，共76页。四、不可压缩四、不可压缩(y su)湍流的标量输运方程湍流的标量输运方程第62页/共76页第六十二页，共76页。五、可压缩湍流的统计(tngj)方程第63页/共76页

11、第六十三页，共76页。五、可压缩湍流的统计五、可压缩湍流的统计(tngj)方程方程第64页/共76页第六十四页，共76页。五、可压缩湍流五、可压缩湍流(tunli)的统计方程的统计方程第65页/共76页第六十五页，共76页。五、可压缩湍流五、可压缩湍流(tunli)的统计方程的统计方程第66页/共76页第六十六页，共76页。五、可压缩湍流的统计五、可压缩湍流的统计(tngj)方方程程第67页/共76页第六十七页，共76页。五、可压缩湍流的统计五、可压缩湍流的统计(tngj)方程方程第68页/共76页第六十八页，共76页。五、可压缩湍流五、可压缩湍流(tunli)的统计方程的统计方程第69页/共

12、76页第六十九页，共76页。六、涡量的输运(sh yn)和湍流第70页/共76页第七十页，共76页。六、涡量的输运六、涡量的输运(sh yn)和湍流和湍流第71页/共76页第七十一页，共76页。六、涡量的输运六、涡量的输运(sh yn)和湍流和湍流平均场的变形率产生涡量的增长分子粘性引起的扩散湍流脉动速度携带的脉动涡量的平均通量最后脉动涡量在脉动速度的变形率的作用下产生平均涡量增长率 涡量沿平均轨迹的增长率第72页/共76页第七十二页，共76页。脉动(midng)涡量在脉动(midng)变形率场中的生成项六、涡量的输运和湍流六、涡量的输运和湍流脉动涡量的分子扩散项脉动涡量和平均变形率场的相互作用项平均涡量和脉动变形率场的相互作用项脉动涡量通量以湍流扩散的形式附加到湍涡的增长率第73页/共76页第七十三页，共76页。六、涡量的输运六、涡量的输运(sh yn)和湍和湍流流湍流扩散分子扩散分子耗散脉动拟涡