太阳之诚 发表于 2013-8-18 17:32:03

流体力学中的一个概念请教

我看文献的时候遇到了turbulent length scale这个概念,但是在网上查了很久,还是没看明白。我知道在湍流模型中有混合长度的概念,这个turbulent length scale显然与混合长不同。通过资料上的说明,我觉得turbulent length scale是不是与湍流度有关,但是不确定。请教高手解答,谢谢!

chongdaql 发表于 2013-8-19 19:43:43

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这是湍流长度尺度。你再在网上搜一下。

太阳之诚 发表于 2013-8-20 09:47:07

回复 2# chongdaql 的帖子

这个确实是湍流长度尺度。但是这个尺度是如何计算的呢?计算式的各物理量意义是什么?

chongdaql 发表于 2013-8-20 22:22:45

l=0.07L

L为特征尺度,可认为是水力直径,因数0.07是基于充分发展的湍流管流中的混合长度的最大值。

太阳之诚 发表于 2013-8-21 08:33:12

回复 4# chongdaql 的帖子

谢谢版主!叶栅中的湍流长度尺度也能这样算吗?

likejin2012 发表于 2014-3-26 02:45:35

最近正学了,我来说一说。
turbulence length scale就是用来描述湍流里面涡的尺度(与能量有关)。
湍流是由不同尺寸的涡组成的,那最大的尺寸和最小的尺寸是什么?最大尺寸的涡的尺度(lo) 应该 和 flow length scale一个等级,比如channel flow 就是渠道的宽度。那么最小涡的尺寸是什么呢?
Kolmogorov hypothesis里面定义了一个length scale LEI,当涡的尺寸大于LEI,的区域是各向异性的(此区域叫做energy containing region),小于LEI的则是各项同性的(universal equilibrium)。Kolmogrove first similarity hypothesis里说大雷诺数下,l <LEI 的区域,涡的性质只由viscosity(v), dissipation(e)决定。Kolmogrov就定义了另一个length scale "eta"(这里不知道怎么打出来), eta=(v^3/e)^(1/4), 并且这就是前面所说的涡最小的尺度了!
所以根据我的理解,turbulence length scale应该是一个变量,上面所说的lo(最大的尺寸)LEI和eta(最小的尺寸)都是几个比较特殊的值,用来衡量涡的大小。如果画一个坐标轴表示Turbulence length scale(l),从小到大的标注就是eta, LEI, lo。从这个坐标轴上,湍流能量的传递可以理解为:外界的能量(比如泵)是从大尺度lo区域进入,然后湍流能量从大尺度传递到小尺度,然后小尺度的能量dissipation.
像DNS的resolution 一定是小于或等于 eta的,很多人在做DNS,但是有些人都没满足这一点。
那么这些turbulence length scale都有什么用呢,当我们研究湍流能量 K 的时候(energy spectrum ),K=2pi / l。 l 是length scale。刚好也可以画出能量的坐标轴,而且是length scale最小的时候,能量最大。
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