乱流

【乱流】基础信息( 英文,拼音)

词语
英文 turbulent flow
拼音 luàn liú
繁体 亂流

【乱流】是什么意思

黏性流体之流动,可以分类成两种,即层流(laminar flow)及乱流。由实验上得的知识是这样的:黏性流体在流动上的惯性力(inertia force)可能受到黏性力(viscous force)的黏阻反作用。当黏性力大于惯性力,流体的运动呈现稳定滑润的层流流状,层流可能出现于流体之缓慢运动及蠕动(creeping motion),或通过较狭小的空间,或者因流体的黏度较大时。当惯性力大于黏性力时,通常成为乱流流状(turbulent flow);乱流可能出现于较高流速运动,较大的流体系统(flow system),或者流体的黏度较小时。属于此流体系统之惯性力与黏性力的比值,称作Reynolds数。因此,此数乃关乎着由稳定的层流发展为乱流的关键。一般实际流体的运动,多是乱流状态,如:地球表面空气层紧贴地面之流层;海洋面下之海流;海峡中之海流;天空的积云等,都是在乱流运动。星际气云;地球受太阳风波及其背面的尾流,亦为乱流状态。机翼上气流壁流层内的流况;行进中的船体、车辆、飞行体及水中鱼雷、潜艇等之尾流中,皆属乱流流况;化工的调混程序;化学反应之加速;机械之燃烧程序等皆靠赖乱流之作用;以及明渠与管流之水流运动等,皆属之。乱流从定义上含有动乱、振乱、骚扰、混乱等意义。根据Taylor及Von Karman于1937年所归纳的定义为:「乱流为一种极不规则的流体运动,出现于当流体通过固体周界时,或者当接触到不同速度的流体邻域时」。从而可知,其流体中的机械量(mechanical quantities);如流速、压力、或温度等,会发生不规则而又瞬变(transient)的动乱(fluctuation)。其他重要的特徵为:调混作用及其所形成的扩散(diffusivity),三维漩涡动乱(three-dimensional vorticity fluctuations),即乱流中之漩涡非但为不规则的,且各级尺寸漩涡的主轴可以分布成各种方向,只有在等向性乱流中,才相同的向各方向分布,乱流之另一重要特徵,便是流体黏度对漩涡的衰消,所形成乱流能量之消失。乱流的不规则性以及其非线性的性质等,使其方程式之处理极为困难,至今关于乱流的学理尚未充分建立。

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