动荡gydF4y2Ba

的非线性性质(gydF4y2BavgydF4y2Ba·∇)gydF4y2BavgydF4y2Ba任期navier - stokes equation-equation (gydF4y2Ba155年gydF4y2Ba),则方程的解决方案不能叠加。这一事实gydF4y2BavgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba(gydF4y2BaRgydF4y2Ba,gydF4y2BatgydF4y2Ba),gydF4y2BavgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba(gydF4y2BaRgydF4y2Ba,gydF4y2BatgydF4y2Ba)满足的方程并不能保证(gydF4y2BavgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba+gydF4y2BavgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba也这样)。非线性项提供了一个接触,事实上,通过两种不同的模式gydF4y2Ba运动gydF4y2Ba可以交换gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba,这样一个生长在振幅为代价的。大量的实验和理论研究表明,特别是,如果一个gydF4y2Ba流体gydF4y2Ba正在进行常规gydF4y2Ba层流gydF4y2Ba(的讨论与泊肃叶定律,例如)在足够高的剪切率,小周期扰动的这种运动是容易寄生的成长。扰动规模较小仍增长寄生的那些第一次建立,直到流型严重干扰,它不再是有用的定义流体gydF4y2Ba速度gydF4y2Ba每个点的空间;流的描述是一个统计平均值和波动相关的意思。然后流湍流。gydF4y2Ba

在(泊肃叶定律适用)层流通过均匀圆柱管的直径gydF4y2BaDgydF4y2Ba,动荡不可避免地集时gydF4y2Ba雷诺数gydF4y2BaRgydF4y2Ba达到一个临界值大约10gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba;在这个gydF4y2Ba上下文gydF4y2Ba雷诺数定义(比较方程(gydF4y2Ba174年gydF4y2Ba))gydF4y2Ba在哪里gydF4y2Ba问gydF4y2Ba放电率和vgydF4y2Ba>是指流体速度。湍流集在低得多的速度,但是,如果结束的管道流体进入不小心地爆发。雷诺数的临界值为管道虚张声势条目可能低至2300,这对应的速度gydF4y2Ba放电gydF4y2Ba通过一个管道的gydF4y2BaDgydF4y2Ba说,两厘米,只有三个升每分钟。因此管流gydF4y2Ba工程gydF4y2Ba实践往往是混乱的。一次动荡,gydF4y2Ba问gydF4y2Ba增加迅速,压力较小gydF4y2Ba梯度gydF4y2Ba比泊肃叶equation-equation (gydF4y2Ba150年gydF4y2Ba)预测;它增加约为gydF4y2Ba平方根gydF4y2Ba的压力梯度或略比这更快如果管的内表面非常光滑。gydF4y2Ba

湍流出现不仅在管道内也gydF4y2Ba边界层gydF4y2Ba在固体内的剪切速率时障碍gydF4y2Ba边界层gydF4y2Ba变得足够大。足够奇怪的是,gydF4y2Ba发病gydF4y2Ba的湍流边界层可以减少gydF4y2Ba阻力gydF4y2Ba上的障碍。在一个球形障碍物的情况下,在这一点上边界层分离从后面球面转变落后当边界层湍流,远离赤道的问gydF4y2Ba图15gydF4y2Ba对P′,涡流在球体因此变得更小。湍流边界层中,负责大幅下降的球体和圆柱体的阻力系数时,可以看到gydF4y2Ba图16gydF4y2Ba,当雷诺数约3×10gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba。这种下降使gydF4y2Ba高尔夫球gydF4y2Ba球旅行远比他们会做否则,和高尔夫球表面上的酒窝是旨在鼓励湍流边界层。如果有粗糙表面的泳衣,帮助运动员移动得更快,一直声称,可以申请相同的解释。gydF4y2Ba

在湍流条件存在,水通过管道的流量可能增加,阻力作用gydF4y2Ba施加gydF4y2Ba在被水障碍减少溶解少量的合适gydF4y2Ba聚合物gydF4y2Ba在水里。这是令人惊讶的,因为这种添加剂增加gydF4y2Ba粘度gydF4y2Ba,在泊肃叶定律适用preturbulent政权,它们对流量的影响是恰恰相反的。正如已经提到的,小扰动在湍流往往出现崩溃成更小的扰动,然后分成小扰动,直到非常小尺度——运动是动荡的gydF4y2Ba也就是说,gydF4y2Ba的分子尺寸和之前的能量存储在热扰动终于消散。聚合物分子似乎影响他们所做的,因为在每一个这样的分子的相对较大的距离延伸,他们征收gydF4y2Ba一致性gydF4y2Ba在流体运动,否则就不会存在。gydF4y2Ba

对流gydF4y2Ba

除了一些备注在上面的部分gydF4y2Ba在气体可压缩流gydF4y2Ba的循环gydF4y2Ba大气gydF4y2Ba还没有,没有注意的情况下gydF4y2Ba温度gydF4y2Ba差异是强加于冷热流体的接触身体。这个主题将简要了这里。gydF4y2Ba

首先考虑两个垂直板流体的情况下,一个温度gydF4y2BaTgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba和其他gydF4y2BaTgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在垂直重力的存在gydF4y2Ba场gydF4y2Ba。热板可能是国内gydF4y2Ba散热器gydF4y2Ba和寒冷的壁板是固定的。热传导确保层的空气gydF4y2Ba相邻gydF4y2Ba散热器的温度比其余的空气,和gydF4y2Ba热膨胀gydF4y2Ba确保它是密度较低。因此,垂直gydF4y2Ba压力gydF4y2Ba梯度满足方程(gydF4y2Ba123年gydF4y2Ba)其它地区的空气太大保持层相邻的散热器处于平衡状态;这一层上升,同样,冷层毗邻瀑布墙。从而建立了热对流循环模式,因为这让冷gydF4y2Ba空气gydF4y2Ba接触到散热器,散热器的热量损失gydF4y2Ba增强gydF4y2Ba。热损失,一旦建立了对流,以复杂的方式取决于板块之间的分离(gydF4y2BaDgydF4y2Ba)和热扩散率(κ),gydF4y2Ba比热gydF4y2Ba,gydF4y2Ba密度gydF4y2Ba、热膨胀系数(α),流体的粘度。热损失也取决于(gydF4y2BaTgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaTgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba),当然,值得注意的是,它不是线性的方式;热损失的增加速度高于温度差异。gydF4y2Ba牛顿冷却定律,假设一个线性关系,只在对流的情况下遵守预防或在是强迫的情况下(例如,当散热器fan-assisted)。gydF4y2Ba

假设这样一种情况:同样的两个板块的水平而不是垂直的。在这种情况下,没有对流可能发生如果热板上面冷,不明显,这发生在相反的情况。是否它取决于通过无因次温差的大小的一些相关的组合gydF4y2Ba参数gydF4y2Ba,ρgydF4y2BaggydF4y2BaαgydF4y2BaDgydF4y2Ba^3gydF4y2Ba(gydF4y2BaTgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaTgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba)/ηκ,这被称为gydF4y2Ba瑞利数。如果瑞利数小于1708,则流体稳定或或许更准确地说,它是metastable-even虽然温暖的底部比顶部。然而,当超过1708,一个模式被称为的对流卷gydF4y2Ba别人,细胞之间建立了盘子。存在的证据等大气对流细胞有时出现在云形成的专栏在地区空气上升。他们的周期性可以惊人的一致。gydF4y2Ba

宏观不稳定的自然对流,别人,细胞的形成提供了一个例子,是一个功能的海洋和大气的经常联系在一起gydF4y2Ba梯度gydF4y2Ba盐度,而不是温度的梯度。一个严重的大气和讨论gydF4y2Ba海洋循环gydF4y2Ba在地球上,但是,需要一个更详细的检查gydF4y2Ba动力学gydF4y2Ba给出了旋转液体比。gydF4y2Ba