无粘性流体可以产生湍流吗？

网上飞

问一个问题，无粘性流体可以产生湍流吗？

kingsword

不能的，湍流是由于流体粘性在相对运动时搓起来涡，但粘性不足以维持大尺寸的涡，于是破碎，产生湍流。

网上飞

说得好！
那么Euler方程（没有粘性项的NS方程）也不会产生湍流？

网上飞

粘性是产生湍流的必要条件。

粘性越小，越容易产生湍流。

然而粘性越大，越阻碍湍流的发生。

xxliverson

无粘肯定不会产生湍流。产生湍流的一个充分条件就是扰动。没有扰动，不论有粘还是无粘都不会产生湍流！

baozi9

4楼似乎自相矛盾啊！
粘性越小，越容易产生湍流。
那么 0黏度岂不是完全湍流状态了？
那又怎么能有“粘性是产生湍流的必要条件”一说？
按照Komogrovof的K41理论，个人认为，无粘性流体不可能产生湍流

秋枫

不能

Kingburg

lz的问题本身就有矛盾。
“无粘”的近似仅仅对低速流成立，高速流达到湍流状态时“无粘”的概念就不存在了。

dut

本人认为:
粘性不是湍流存在的诱发诱发原因,耗散也不是湍流的本质属性.因此,无粘流体的流动不但可以是湍流,而且更容易成为湍流.粘性是流体的物理属性,而湍流是流动的属性,二者不同,不能混淆.
在湍流态下,N-S方程的粘性系数是流体分子粘性与湍流粘性的和,后者起决定作用.分子粘性是流体的属性,湍流粘性是流动的属性.

luna125

湍流和粘性没有必然联系。
湍流是由于流体分子无规则运动扰动和外界对流体扰动而形成的流动现象，跟有没有粘性没有关系。粘性只是对流体的惯性起到阻碍作用。惯性力大而粘性力很小时湍流就会强烈一些，而粘性力很大时湍流会相对小一些，但不会消失。
对理想流体而言，粘性不存在，流体为无粘流体，惯性力占主导作用，因此湍流存在且比较强烈。
理想流体（无粘流体）没有层流而已
所以说无粘流体可以产生湍流，而且任何流体都可以产生湍流。这一点也可以在流体商业软件中体现出来：比如要算一个理想流体的流动，软件一样会要求你选择湍流模型。

[ 本帖最后由 luna125 于 2011-5-6 01:41 编辑 ]

uesoft

得罪大家了，我觉得以上粘性与湍流的关系的说法都是有问题的，难以服人，也许流体力学本身也难以服人吧。

redsea2011

没有粘性，流体的运动是无旋的，不会产生湍流

liuenxiao

没有粘性流体也可以是有旋的

zhereal

同意十楼

jollage

viscous force是stress，不同于pressure只是作用在normal方向，stress也可以作用在tangential direction parallel to the plane，这是一般情况下产生vortex的机理，而vortex“基本上”可以说是turbulence的本征，所以在一开始就无旋的无粘流体中（Re->infini.）,不会产生rotation，就不会产生湍流。
但是如果有其他的可能性产生tangential force，比如在polymer solution中，polymer molecule会提供stress（both normal and tangential），那会产生湍流。Homsy在几十年前做过相关方面的研究，在extremely high Re和extremely high polymer concentration的情况下（polymer effect dominates），mixing layer里会产生湍流。
又比如luna125说的扰动也可以是提供vortex的一种方法。在线性估计下，Re越高，对于同样的扰动，流体越不稳定。但是我不确定在disturbance很大的情况下（nonlinear），流体会怎样，极有可能产生湍流。
讨论流体时要限定好问题成立的条件。流体力学不像数学，公理化可以用于数学的任一个角落，流体力学的问题多是就事论事，所以才有那么多所谓的理论，其实就一个NS equation system。