CFD2013-第11讲-湍流及转捩.pptVIP免费

计算流体力学讲义2013第十一讲湍流与转捩（1）李新亮lixl@imech.ac.cn；力学所主楼219；82543801知识点：1讲义、课件上传至www.cfluid.com(流体中文网）->“流体论坛”->“CFD基础理论”讲课录像及讲义上传至网盘http://cid-1cc0dcbff560c149.skydrive.live.com/browse.aspx/.PublicCopyrightbyLiXinliang1.流动稳定性2.转捩的预测方法3.湍流的模式理论（RANS）:涡粘模型：0方程，1方程，2方程4.大涡模拟简介CopyrightbyLiXinliang2§11.1流动稳定性一、稳定性基本概念常识：流体中的不稳定性K-H不稳定性A.K-H(Kelvin-Helmholtz）不稳定性——自由剪切流的无粘不稳定性混合层——K-H不稳定性K-H不稳定性的关键：速度剖面有拐点Lee-Lin:速度剖面的拐点是无粘不稳定性的必要条件流体不禁搓，一搓搓出涡已知某运动状态；在此基础上施加微小扰动；如扰动随时间（或空间）衰减，则称系统稳定，否则为不稳定CopyrightbyLiXinliang3自然界中K-H不稳定性图片智利塞尔扣克岛的卡门涡街澳大利亚Duval山上空的云Kelvin–HelmholtzinstabilitycloudsinSanFrancisco佛兰格尔岛周围的卡门涡街高速流低速流自由剪切层受到扰动界面变形后的情况K-H不稳定性的产生机理受阻减速，压力升高，产生高压区高压导致变形加剧CopyrightbyLiXinliang4B.T-S(Tollmien-Schlichting)不稳定性——不可压壁面剪切流的粘性不稳定性Mack不稳定性——超声速壁面剪切流的不稳定性不可压边界层速度剖面（Blasius解）——无拐点可压缩情况——Mach数足够高时会出现广义拐点——出现无粘不稳定性y/00.511.500.5z=400du/dydegreedegreedegreeGIPs0)(dydudyd不可压缩无粘不稳定性——需存在拐点可压缩无粘不稳定性——需存在广义拐点022dyudMach6钝锥（1°攻角）不同子午面的分布dydu超音速平板边界层的不稳定波第1模态（T-S波）第2模态（Mack模态）CopyrightbyLiXinliang5激波密度界面C.R-M(Richtmyer-Meshkov)不稳定性——激波与密度界面作用的斜压效应惯性约束聚变（ICF）示意图小知识——涡的产生机制：粘性、斜压、有旋的外力0p激波密度界面p))((31)(1)()(2vvFvvpdtd斜压项CopyrightbyLiXinliang6D.R-T(Reyleigh-Taylor)不稳定性——重力带来的不稳定性R-T(Reyleigh-Taylor)不稳定性重介质轻介质CopyrightbyLiXinliang7EBarnard热对流不稳定性其他学科的不稳定...