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《工程流体力学》电子教案 第五章 湍流基础与管流损失计算 上次课内容回顾 湍流流动的基本特征 流体质点剧烈脉动 充满了各种尺度的旋涡 存在大的机械能消耗 雷诺实验 流动的形态可分为：层流、湍流 上临界雷诺数、下临界雷诺数 管流损失分类 流动特征：缓变流-沿程损失、急变流-局部损失 流体的粘性：分子粘性，湍流粘性 湍流的时间平均法及雷诺应力 共9项，6项独立 由N-S方程中的惯性项而来 是湍流微团脉动导致附加动量交换而折算的表面应力 一般要比分子粘性应力大得多 雷诺应力 湍流引起的附加动量交换 通过dA1的x向动量交换 通过dA2的x向动量交换 可反映脉动带来的影响，但引出了著名的湍流模型问题！ 第五章 湍流基础与 不可压管流损失 普朗特混合长度理论 充分发展的层流圆管流动 普朗特混合长度理论 （属于湍流的半经验理论） 基本思想：将湍流质点的脉动运动与分子的热运动类比，并参考“分子自由程”提出了混合长度l的概念。 涡粘性系数，或湍流粘性系数 不是物性常数，与流场参数有关 雷诺切应力的方向：阻碍流体层之间的相对运动，故与分子粘性应力的方向一致 对于圆管湍流： 圆管中充分发展的层流流动及沿程损失 抛物线分布 线性分布 由此可以测量流体的粘性系数 圆管中充分发展的湍流流动及沿程损失 圆管湍流的多层结构 在粘性底层占主导作用 在湍流核心区占主导作用 速度分布 粘性底层 湍流核心区 假设： (1)近壁为常应力区， (2)离开壁面，应力为线性分布 (3)普朗特混合长度 作业：5 — 3、9
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