湍流黏度

《冶金學(xué)名詞》第二版。

湍流中由于速度脈動產(chǎn)生的運動阻力。

當(dāng)流體流動時，分子間的摩擦力，流體流動界面上的速度是不一樣，就是湍流粘度的影響。

湍流的基本機理是渦流擴散，即漩渦帶動流體質(zhì)點隨機運動導(dǎo)致強烈的動量傳遞速率，使得表觀黏度遠(yuǎn)大于分子水平的黏度，按照牛頓黏性定律的表述格式可倒推出渦流黏度。

但是需要說明的是：　　1.湍流粘性要遠(yuǎn)大于層流粘性。　　2.湍流粘性是流體流動狀態(tài)的反應(yīng)，而不是真的粘性，不屬于流體的物理屬性。

湍流粘度的本質(zhì)是渦擴散，表觀理解是組分粘度的增加。

湍流粘性系數(shù)利用布西內(nèi)斯科假設(shè)，其形式和分子粘性一樣但是區(qū)別很大。2100433B

湍流在空氣動力學(xué)中指的是短時間(一般少于10min)內(nèi)的風(fēng)速波動。為了有效地描述風(fēng)，將它認(rèn)為是通過天氣、晝夜、季節(jié)的平均風(fēng)速和湍流的風(fēng)速波動疊加構(gòu)成的。這些風(fēng)速波動的周期一般為一到幾個小時，在10分鐘，湍流波動的平均值為零。

湍流產(chǎn)生的原因主要有兩個:一個是當(dāng)氣流流動時，由于地形差異(如山峰)造成的與地表的摩擦或者阻滯作用;另一個是因為大氣溫度差異和空氣密度差異引起的氣流垂直流動。通常這兩種原因彼此影響。例如，當(dāng)氣流經(jīng)過高山時就會被迫流向溫度較低的地區(qū)，這時氣流與大氣環(huán)境的熱平衡被打破，引起風(fēng)速波動。

湍流顯然是一個復(fù)雜的隨機過程，并且不用簡單明確的方程來表示，我們能可以通過統(tǒng)計規(guī)律來研究湍流。針對湍流統(tǒng)計規(guī)律的描述有很多，關(guān)鍵在于找出是湍流強度和陣能哪一種夠在實際工程中得到最好的應(yīng)用，最簡單的統(tǒng)計描述就是湍流度和風(fēng)因子。其中，湍流強度是對湍流總體水平的度量。

在進行CFD數(shù)值模擬的時候，往往需要估計計算入口處湍流強度的數(shù)值。如果想估計的準(zhǔn)，必須要進行一些實際的測量或者要有一定的實際經(jīng)驗。以下是一些估計計算入口湍流度的方法。

1. 較高湍流度的情況：在復(fù)雜幾何形狀內(nèi)部進行的高速流動一般湍流度在5%---20%。比如熱交換機，渦輪，壓縮機等。

2. 中度湍流度的情況：在類似于較粗的管子內(nèi)流動的不太復(fù)雜的流動，較低速度(雷諾數(shù))流動等。此時一般來說湍流度在1%---5%。

3. 低湍流度的情況：來源于靜止的氣流的流動。比如，汽車相對與靜止的空氣在運動，潛水艇外部的流動，航空飛行器的飛行。當(dāng)然，高質(zhì)量的風(fēng)洞也可以產(chǎn)生較低湍流度的流動。此時湍流度一般都低于1%。對于無風(fēng)時的時候，相對于航空飛行器的空氣的湍流度大約為萬分之八。