从层流到湍流:揭开管道流动中的统计力学之谜
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。然而,随着流速的增加,流动会变成湍流,以涡流和漩涡为特征。这种转变不是突然的,而是通过一个临界点逐渐发生的。传统上,湍流的转变一直使用雷诺数来描述,雷诺数是一个无量纲量,它将流体特性、流速和管道直径联系起来。然而,这种方法缺乏...
影响汽车动感的空气动力学因素有哪些?
影响汽车动感的空气动力学因素主要有阻塞、边界层、压力梯度、压力脉动、升力和下压力、气流管理、冷却系统等。阻塞会影响风洞中的气流,导致测量结果不准确,需在风洞设计时合理考虑。边界层是气流在物体表面形成的速度变化区域,层流和湍流状态的转变由雷诺数决定,其厚度随距离、运动粘度和自由流速度变化。压力梯度对...
2024壁湍流基础问题青年学术研讨会在兰州召开
在“壁湍流模拟(I)”单元,清华大学黄伟希教授、西北工业大学封永亮教授、上海大学王伯福教授和北京理工大学姚杰教授分别就回转体边界层湍流特性数值模拟、应力trace项对高超声速壁湍流的影响、长方柱绕流中的尾迹与边界层相互作用和高雷诺数圆管湍流直接数值模拟进行了报告。在“壁湍流模拟(II)”单元,中国科学技术大学...
超流体雷诺数与量子粘度:一种验证纯超流体的雷诺相似性的方法
量子粘度是由量子涡旋的密度和强度决定的,它是一个和温度无关的数。量子粘度的存在使得超流体的流动也有一个雷诺数,这就是所谓的超流体雷诺数,它是由超流体的密度、速度和量子粘度决定的。那么,超流体的雷诺数有什么用呢?它能不能用来判断超流体的流动状态是层流还是湍流呢?它能不能用来描述超流体的流动性质呢...
认识溃决洪水
为了更好的认识溃决洪水,本文介绍了溃决洪水的主要类型、流体特征、控制因素、沉积和侵蚀证据、减灾意义等。图31918年冰岛溃决洪水的模拟结果(Gudmundsson,2015)图41841年印度河的滑坡堵江(Delaney和Evans,2011)溃决洪水的主要类型多种地质或人为过程会储蓄大量的水体,并且能够将其快速释放。对于溃决洪水的分类方法...
Navier–Stokes方程的200年
雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS方程)是常规N-S方程的扩展,适用于湍流(www.e993.com)2024年10月23日。它们是通过所谓的雷诺分解得到的,即瞬时速度被分解成它们的时间平均量和波动量。RANS方程具有与层流N-S方程相同的结构,不同之处在于RANS方程中的速度用时间平均值表示。然而,在RANS方程中出现了一个附加项,它表示湍流的影响。这一...
【山东科协每日科普】为何彩条牙膏不会混色?原因是……
当我们挤牙膏时,彩条仍能保持不混合的状态,这与流体的两种流动形式有关,根据雷诺数(流体力学中表征黏性影响的相似准则数)的大小,可以将流体的流动形式分为层流和湍流。黏度越大、速度越慢的流体,其雷诺数越小。当某一流动对应的雷诺数小于2000时,通常认为此时发生的是层流现象。
【莱温坦伯】流体网络的水力计算(叁)
1)要理解摩阻系数λ,首先要明白流体、黏性、黏度、粗糙度、流动状态(层流、临界流、湍流)、雷诺数等概念;2)根据雷诺数Re来划分流态,但边界值并不统一,各说各话;3)摩阻系数λ是管流雷诺数Re和管道相对粗糙度ε/d的函数;4)摩阻系数的计算公式由实验获得,有很多个。常见的公式中,Colebrook最精确计算量也...
伟大的试验,X-21A和它的层流控制技术
雷诺数是判断层流和紊流的判据是Gr数。在工程领域,一般认为雷诺数小于2000的流体为层流,雷诺数大于4000的流体为紊流。为此,X-21A采用了边界层去除原理(也被称为主动层流控制)。这是通过将表面气流引导穿过在机翼上下表面加工出来的一系列精细多孔槽来实现的。气流的抽吸由位于机翼下方机舱内的层流控制泵提供。为了...
毕业赠言|北大工学院院长段慧玲:直面湍流,奋斗不息,驶向精彩人生
一是面对湍流,不妨从雷诺数的定义中获得启示,不断增强内心的韧性。从学校走进社会大课堂,前路上的艰难困苦不可避免。大家会承受来自外界的评价,感受对比形成的心里落差。特别是身处周期低谷之时,希望大家能回忆起在北大经历的“挫折教育”,调动攻克高数难题时培育的逆商,正视生活挑战、永葆生命韧性。