湍流模式理论

目录
前言
第1章 湍流的形成及其特征 1
1.1 黏性流体微团的受力及其对流动的影响 1
1.2 雷诺的转捩实验 2
1.3 流态的判别准则——临界雷诺数 7
1.4 湍流现象与定义 7
1.5 湍流的基本特征 12
1.6 雷诺的时均值概念 15
1.7 湍流的统计理论 18
第2章 湍流的基本方程组 24
2.1 概述 24
2.2 瞬时湍流的微分方程组 25
2.3 时均运动微分方程组 25
2.4 时均动能输运方程 26
2.5 湍流应力输运方程 27
2.6 湍动能输运方程 28
2.7 湍动能耗散率输运方程 29
第3章 不可压缩湍流模式 31
3.1 湍流方程组的不封闭问题 31
3.2 湍涡黏性概念 32
3.3 零方程模式 (混合长理论) 35
3.4 一方程模式 38
3.4.1 湍动能 K 方程模式 39
3.4.2 湍动剪切应力输运方程模式 41
3.5 二方程模式 43
3.5.1 K- 模式的建立 43
3.5.2 K- 模式中系数的确定 47
3.6 湍动应力输运模式 49
第4章 湍流的高级数值模拟 53
4.1 湍流直接数值模拟基本原理 53
4.1.1 湍流直接数值模拟的空间分辨率 54
4.1.2 湍流直接数值模拟的时间分辨率 56
4.1.3 初始条件和边界条件 56
4.2 湍流直接数值模拟方法 61
4.2.1 谱方法 61
4.2.2 伪谱方法 63
4.2.3 差分方法 63
4.3 湍涡的多尺度结构 65
4.3.1 湍涡的多尺度性 65
4.3.2 湍涡尺度的演变特征 67
4.3.3 湍涡的大尺度和小尺度量级 69
4.4 大涡模拟技术 73
4.4.1 大涡结构 73
4.4.2 滤波与尺度分解原理 77
4.4.3 大涡模拟方程与亚格子雷诺应力 79
4.4.4 亚格子雷诺应力的方程 83
4.4.5 亚格子尺度模式 84
4.4.6 初始条件与边界条件 86
第5章 适用于壁限湍流的湍流模式 89
5.1 Baldwin-Lomax 模式 89
5.2 涡黏性输运方程模式 (一方程模式) 90
5.3 k-ω湍流模式 94
5.3.1 k-ω湍流模式概述 94
5.3.2 Kolmogorov 模式 95
5.3.3 Wilcox-Rubesin 模式 95
5.3.4 Wilcox 模式 96
5.4 SST k-ω湍流模式 97
5.4.1 概述 97
5.4.2 BSL 模式 99
5.4.3 SST 模式 101
5.5 DES 湍流模式 102
5.5.1 DES 提出 102
5.5.2 基于 S-A 的 DES 模式 105
5.6 DDES 湍流模式 106
5.6.1 概述 106
5.6.2 DDES 模式 106
第6章 可压缩湍流模式 109
6.1 质量加权法 109
6.2 质量加权平均方程及其物理意义 115
6.3 可压缩湍流模式 118
6.3.1 基本模化假定 118
6.3.2 不考虑密度脉动的可压缩湍流模式 120
6.3.3 考虑密度脉动影响的可压缩湍流模式 122
6.4 可压缩湍流中脉动速度与脉动压强之间的能量转换机制 136
参考文献 142