湍流新理论及其应用

1 边层流1.1 边层流区与层外流区的提出1.2 边界层与边层流、层外流的区别1.3 层流边层流与湍流边层流的理论作用1.4 层流边层流1.4.1 层流边层流的形成1.4.2 层流边层流的划分1.5 湍流边层流1.5.1 湍流边层流的定义1.5.2 湍流边层流的划分1.6 概念梳理1.7 连续性问题2 湍流形成机理与湍流运动2.1 概述2.2 层流转变为湍流过程2.2.1 有压管道充分发展段2.2.2 有压管道进口段2.2.3 明渠2.2.4 平板边界层2.3 湍流状态2.3.1 有压管道充分发展段2.3.2 有压管道进口段2.3.3 明渠2.3.4 平板边界层2.4 流态判别方法2.5 能量方程2.6 涡旋直径与转速关系3 湍流运动基本方程组3.1 湍流系统积分方程组3.1.1 系统质量守恒积分方程3.1.2 系统动量守恒积分方程3.1.3 系统动量矩守恒积分方程3.1.4 系统能量守恒积分方程3.2 湍流**输运公式3.3 不可压缩湍流积分方程组3.3.1 质量守恒积分方程3.3.2 动量守恒积分方程3.3.3 动量矩守恒积分方程3.3.4 能量守恒积分方程3.4 不可压缩湍流微分方程组3.4.1 连续性微分方程3.4.2 动量微分方程3.4.3 动量矩微分方程3.4.4 能量微分方程3.5 湍流第二输运公式3.6 可压缩湍流积分方程组3.6.1 质量守恒积分方程3.6.2 动量守恒积分方程3.6.3 动量矩守恒积分方程3.6.4 能量守恒积分方程3.7 广义牛顿定律3.8 湍流剪应力的分解3.9 涡旋公式分解3.10 附加剪应力涡旋平移速度及其图解3.10.1 附加剪应力以涡旋平移速度表示3.10.2 涡旋平移速度图解说明3.11 涡旋平行连续相速度公式3.12 涡旋垂直无旋流速度公式3.13 涡旋平移速度自积3.14 附加剪应力以连续相速度表示3.15 涡旋平移速度表达式3.16 层流不可压缩运动微分方程组3.16.1 连续性方程3.16.2 动量方程3.16.3 动量矩方程3.16.4 能量方程3.17 层流可压缩运动微分方程组3.17.1 连续性方程3.17.2 动量方程3.1 7.3 动量矩方程3.1 7.4 能量方程3.1 8湍流不可压缩运动微分方程组3.1 8.1 连续性方程3.1 8.2 动量方程3.1 8.3 动量矩方程3.1 8.4 能量方程3.1 9湍流可压缩运动微分方程组3.1 9.1 连续性方程3.1 9.2 动量方程3.1 9.3 动量矩方程3.1 9.4 能量方程4 有压管道湍流运动4.1 湍流圆形管道断面速度分布4.2 湍流圆形管道涡旋体积分数φ分析4.2.1 涡旋产生横向运动条件4.2.2 涡旋产生横向运动地带4.2.3 涡旋产生横向运动的频率-厂4.2.4 涡旋体积分数φ计算公式推导4.3 圆形管道湍流度确定方法4.4 湍流矩形管道断面速度分布4.5 湍流矩形管道涡旋体积分数φ分析4.5.1 涡旋产生频率f4.5.2 粗糙分布密集型涡旋体积分数φ公式5 矩形明渠湍流5.1 断面速度分布5.2 边层流界面位置确定5.3 涡旋旋转速度确定5.4 确定涡旋体积分数φ计算公式6 平板近壁流6.1 平板近壁流流态判别准数6.2 明渠层流近壁流6.3 明渠湍流近壁流6.4 有压管道平板近壁层流运动6.5 有压管道近壁湍流运动7 不可压缩流体管道进口段7.1 层流圆形管道进口段7.1.1 运动控制方程与边界条件7.1.2 初步确定进口段速度分布7.1.3 确定进口段长度7.1.4 确定理想流体与实际流体运动分界线δ(x)7.1.5 *终确定速度分布7.1.6 压力变化公式7.2 层流矩形管道进口段7.2.1 运动控制方程及边界条件7.2.2 实际流体运动区速度分布初选7.2.3 理想流体与实际流体分界线方程7.2.4 确定理想流体与实际流体分界线δy和δz7.2.5 确定进口段长度的方法7.2.6 流体速度分布*后确定7.2.7 压力变化7.3 不可压缩湍流圆形管道进口段7.3.1 运动控制方程与边界条件7.3.2 进口段速度分布7.3.3 确定进口段长度L与α7.3.4 *后确定实际流体运动区速度分布7.3.5 确定理想流体与实际流体分界线δ(x)7.3.6 压力变化(无因次)7.3.7 实际流体运动区断面平均速度与位置7.3.8 边层流界面上涡旋旋转速度7.3.9 边层流界面上涡旋径向速度ur7.3.1 0涡旋体积分数7.3.1 l解决进口段问题的第二种方法7.4 不可压缩湍流矩形管道进口段7.4.1 运动控制方程与边界条件7.4.2 速度分布7.4.3 进口段长度7.4.4 理想流体与实际流体运动分界线δ(x，y，z)7.4.5 压力变化7.4.6 实际流体运动区断面平均速度与位置7.4.7 边层流界面上涡旋旋转速度7.4.8 边层流界面涡旋横向分速度7.4.9 涡旋体积分数8 可压缩湍流管道流动8.1 可压缩湍流圆形管道进口段分析8.1.1 运动控制方程与边界条件8.1.2 可压缩湍流管道无进口段8.2 可压缩湍流管道进口段8.2.1 可压缩湍流圆形管道进口段8.2.2 可压缩湍流矩形管道进口段8.3 可压缩湍流变质量流量管道流动8.3.1 等温圆形管道8.3.2 绝热圆形管道8.3.3 等温矩形管道8.3.4 绝热矩形管道9 定常湍流边界层9.1 定常层流平板边界层9.1.1 无压力变化层流平板边界层9.1.2 有压力变化层流平板边界层9.2 不可压缩湍流无压力变化平板边界层9.2.1 运动控制方程与边界条件9.2.2 确定边界层厚度δ(x)与速度分布9.2.3 边层流厚度YR(x)9.2.4 边层流界面上涡旋旋转速度与垂直于流向的速度9.2.5 涡旋体积分数9.3 不可压缩湍流有压力变化平板边界层9.3.1 运动控制方程与边界条件9.3.2 运动控制方程与边界条件无因次化9.3.3 建立流量守恒方程9.3.4 确定速度分布9.3.5 理想流体与实际流体运动分界线δ(x)9.3.6 确定参变量n9.3.7 理想流体与实际流体速度对接9.4 可压缩湍流无压力变化平板边界层9.4.1 运动控制方程与边界条件9.4.2 运动控制方程与边界条件无因次化9.4.3 确定边界层内速度分布9.4.4 确定温度分布9.5 可压缩湍流有压力变化平板边界层9.5.1 流场情况分析9.5.2 运动控制方程与边界条件9.5.3 确定速度分布9.5.4 确定速度边界层厚度δ(x)9.5.5 确定温度分布