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工程流体力学
1.7.3.2 4.3.2 湍流强度
4.3.2 湍流强度

湍流也可用另一种方法描述,即把湍流看作是在一个主体流动上叠加各种不同尺度、强弱不等的旋涡。大旋涡不断生成,并从主流的势能中获得能量。与此同时,大旋涡逐渐分裂成越来越小的旋涡,其中最小的旋涡中由于存在大的速度梯度,机械能因流体黏性而最终变为热能,小旋涡随之消亡。因此,湍流流动时的机械能损失比层流时大得多。

湍流强度(turbulence intensity)通常用脉动速度的均方根(root mean square,简称RMS)表示。对x方向的湍流强度可表示为

其数值与旋涡的旋转速度和所包含的机械能有关。也可将湍流强度表示为脉动速度的均方根与平均流速的比值,即

对无障碍物的湍流流场,湍流强度约在0.5%~2%,但在障碍物后的高度湍流区,湍流强度可达5%~10%,甚至更高。