湍流的产生机理到底是什么?没有粘性会产生湍流吗?

发布网友 发布时间：2022-04-27 12:10

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热心网友 时间：2022-07-17 08:28

由于有粘性是湍流的起因，所以对于外流问题可以只求解欧拉方程，对于内流问题由于湍流的影响，必须求解ns方程。但是我不太同意他的观点，我认为湍流是流体速度增加之后带来的一种必然现象，和有没有粘性无关。粘性只是流体的一种自身属性而已。所以我的想法是理想流体也有湍流，所以内流问题也是可以只求解欧拉方程的。简单来说，虽然边界层理论认为粘性只在层内，层外无粘解欧拉方程，但是这是一个假设，并且在很多情况下（比如非定常、特定几何、复杂几何）这个假设不成立，粘性的影响涉及全流场，所以你不能简单地在边界层外解欧拉方程。另外CFD解有粘性的比解无粘的经常要容易些。

热心网友 时间：2022-07-17 09:46

极端一下，CFD工程计算中，欧拉流对于可压缩流就是个初始化的作用；同理，势流对于不可压缩流也是个初始化的作用；欧拉方程用于研究高马赫数可压流，在这种情况下，粘性只在壁面很小的区域有效。因此求解欧拉方程可以较好的预测流场。欧拉方程（无粘流）方程可以对高马赫数流震波分析进行一个预估。然后你可以求解NS方程分析翼型的角度对升力的影响。这类似于对于不可压缩流首先对流场求解石榴，后再求解NS方程式一样的。请问对于求解一个cfd程序，由于可以认为边界层外无粘，是不是说只需要求解边界层内的经验方程，而对于边界层外求解欧拉方程即可？如果是的，为什么现在的软件都是求解ns方程？如果不能求解欧拉方程，请问为何不能。
1. 不对，要借就是整个流场解无粘流方程，要么NS方程。
2. 可以求解欧拉方程，他的意思是说由于有粘性是湍流的起因，所以对于外流问题可以只求解欧拉方程，对于内流问题由于湍流的影响，必须求解ns方程。
3. 对于部分网格求解欧拉方程部分网格求解NS方程，我暂时没有看到过这种的CFD程序；
最后，高马赫数可压缩流和低速不可压缩流求解的方程也是不同的。可压缩流通常采用密度基求解器；不可压缩流通常采用压力基求解器，当然目前可以混用；可压缩流还要求解能量方程；重要的是，可压缩流可以计算震波以及不连续的压力场等。

热心网友 时间：2022-07-17 11:20

理想无粘流体作为一个保守系统，即使有“湍流”，也会和常规的湍流相去甚远。因为涡系能量级联（湍流频谱Kolmogorov -5/3次律）传递的能量耗散不掉，最后会在小尺度涡旋里不断聚集。看起来像湍流的自由剪切层无粘不稳定性，到了后期会出现涡量的集中，形成一串理想点涡，中心附近涡量趋向于无穷大。大气层的雷诺数还没有无穷大，十几米每秒的热对流风速已经升级成局部接近音速的龙卷风了。想象一下龙卷风不分宏观微观尺度的发生在你的机翼上，需要什么样的网格？实际上无粘Euler方程本身的光滑解可以blow up，甚至不需要离散化近似和数值不稳定性。没有无处不在的熵增耗散压着，宇宙早就像CFD程序一样崩溃了。