从层流到湍流:揭开管道流动中的统计力学之谜
湍流,即流体流动中的混沌和不可预测性,几个世纪以来一直吸引着科学家们的目光。理解其起源,特别是在管道流动中,仍然是一个重大的挑战。然而,最近发表在《自然物理学》的一项研究,揭示了统计力学概念与管道从层流到湍流的转变之间的联系。管道中的流体流动可以大致分为层流和湍流。在层流中,流体粒子在平滑的层中运动。
《食品科学》:石河子大学杨旭海副教授等:计算流体力学在果蔬干燥
因大湍流涡旋的特性取决于流域的几何形状以及平均速度梯度,LES模型基于这一原理,将速度场分解为大尺度运动速度和小尺度脉动速度,通过精确求解某个尺度以上所有湍流运动,从而捕捉到RANS无法获得的许多非稳态非平衡过程中出现的大尺度效应和拟序结构。LES适用于不可压缩湍流,流体流动域必须是三维域,并需要使用瞬态研究,与R...
加点高聚物就能让流体减阻?神奇的湍流减阻效应
而层流不存在涡流能量耗散,故减阻剂不能在层流中起作用。该假说可以解释湍流减阻流动方面的特性,也得到了众多试验验证,但无法解释减阻过程中湍流结构也会受到改变的现象。02有效滑移说1967年,Virk等通过大量实验研究流体流速对减阻效果的影响,最终提出了著名的Virk渐近线(又称最大减阻渐进线或MDR)。Virk渐近线实质上...
【论述丰富】微通道内气液流动与传质特性的研究进展
重点论述丰富的气液两相流流型及影响流动形态的因素,对现有的传质模型进行了系统分类;并从主要流动区域中气液两相接触方式的角度,对气液微反应器提出了更具有针对性的分类方法,引用气液两相反应的例子来论述它们的应用;最后,对其未来发展的方向进行了展望。
【图朴解决方案】流体力学就在身边,看看你家水龙头
流体的流动有两种状态:层流和湍流。有规律的、可预测的运动的流体流称为层流。另一方面,具有不规则、不可预测运动的流体称为湍流。考虑从水龙头流出的水来说明这两种状态。当水龙头只开小量时,水以非常乖巧、可预测的流向直下,如下图的(a)所示。流速越大,水流变得越湍急,产生了波浪,如(b)所示。
基于ANSYS的流体流动状态分析
雷诺数小,意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位,流体各质点平行于管路内壁有规则地流动,呈层流流动状态(www.e993.com)2024年9月9日。雷诺数大,意味着惯性力占主要地位,流体呈紊流流动状态,一般管道雷诺数Re2000为层流状态,Re>4000为紊流状态,Re=2000~4000为过渡状态。在不同的流动状态下,流体的运动规律.流速的分布等都是不同的,因而...
湍流:至今没有得到解决的经典物理学的最后一个问题|专访《湍流的...
作者所创立的能量梯度理论,解释了流动失稳及湍流转捩的物理机理。研究显示,对不可压缩流动,作用在流线方向上的机械能梯度对流动起稳定性作用,而作用在流线法线方向上的机械能梯度对流动起不稳定性作用,二者的比值完全决定了流动的稳定性,称为能量梯度函数,对牛顿流体它的物理意义是一个当地雷诺数。由此,发现了(uncove...
窦华书教授成功破解了百年湍流难题
何为百年湍流难题?湍流难题就是“湍流是怎么产生的”这个问题,是一个困扰了科学界一个世纪多的经典难题。经过30多年的刻苦研究,年过六旬的窦华书教授成功破解了这一百年湍流之谜。流体的流动可分为层流和湍流,而自然界存在的一般多为湍流。湍流是一种随时间和空间变化的不规则的杂乱无章而又是有组织的流体运动...
一直困扰科学界的问题——水是怎么流动的
雷诺数低于1000,流体可以说是粘性的或缓慢的,此时在层流的范畴。在1000到2000之间,流体流动得更快,我们可以引入无序但它会很快消失。雷诺兹观察到,在雷诺数大约在2000左右的时候,流体会发生一个转变:转变了一种更适合形成湍流的状态。在2000到4000之间,管道中湍流流体的比例从接近零增加到了接近100%。
流体力学中的几种无量纲数
一、雷诺数(Re)自然界的流体流动有两种流态:低速下为有规则有秩序的层流,而当流速增大时,流态逐渐过渡为杂乱无章的湍流。雷诺数反应了惯性力和粘性力的比,是判断流场处于湍流还是层流的的一个值。其中L是特征长度,其选取要依据具体研究问题而言,也取决于科研人员的主观选择。?ν是运动粘度。雷诺数较小时,粘滞...