《学霸系科学家系统》第55章 湍流摩擦系数公式和湍流模型方程

    在边界层论文提交后，卓越开始向湍流方程进发。
    第二天的上午，他坐在图书馆靠窗的位置，一个人坐在那，面前放着电脑，电脑旁有一堆书和本子，他右手持笔，左手撑着下巴，目露思索。
    阳光透过窗户照射到他的身上，沐浴金光，好似伟人在思索。
    他心道：“湍流是一种非常复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动。”
    “它是由粘性力引起的，由无数个漩涡叠加而成。”
    “雷诺数是表征惯性力与粘性力的比值，也是判断层流与湍流的一个重要依据。”
    “当雷诺数很小时，粘性力起主导作用，此时流态为层流。”
    “当雷诺数很大时，惯性力起主导作用，此时流态为湍流。”
    “而不管是粘性力，还是惯性力，它们都有摩擦力，毕竟湍流不是超流体。”
    “所以，还要推导出一个湍流摩擦系数公式。”
    “想要推导出湍流摩擦系数公式，那么就要先求出湍流流动的复杂性，而这就要用到工程上处理复杂问题的方法——半理论半经验的方法。”
    “而湍流流动的复杂性公式是。”
    说着他拿起笔，在本子上写。
    【l=(μ+ε)du/dy……】
    卓越长呼一口气，看着自己写的公式，验证一番后，他满意的点头。
    “湍流摩擦系数求出来了，但依然不满足求出湍流方程。”
    湍流方程是一个世纪难题，虽然卓越求出了N-S方程，让湍流有了理论基础。
    但是这对于解决湍流还远远不够。
    至今他已经解开了湍流的三种模式，雷诺数，边界层方程和湍流摩擦系数，而他还是没法解开湍流。
    “任何理论被验证前，都要有一个模型。”
    “所以，湍流也应该有湍流模型。”
    所谓湍流模型是以雷诺平均运动方程与脉动运动方程为基础，依靠理论与经验的结合，引进一系列模型假设，而建立起的一组描写湍流平均量的封闭方程组。
    说完他在电脑上搜索关于湍流模型信息，很快他就找到了。
    “有四种模型？”卓越淡笑道：“也对，湍流毕竟被研究这么久了，有这么多模型也很正常。”
    湍流模型有四种模型，分别是零方程模型、一方程模型、二方程模型和雷诺应力模型。
    零方程模型分为两种，C-S模型和B-L模型。
    一方程模型也有两种，S-A模型和B-B模型，S-A模型是从一种经验和量纲分析出发的，而B-B模型是从二方程模型简化而来。
    二方程模型是k-e模型和k-omega模型。
    “既然求出了湍流摩擦系数公式，那么模型就选S-A模型吧！”
    S-A湍流模型是一个一方程模型，相对于二方程模型计算量小，稳定性好，同时又有较高的精度。
    “首先是S-A湍流模型的基础方程。”
    【DF/Dt=∂F/∂t(u.∇)F=扩散项+产生项-耗散项】
    “扩散项是！”
    “S-A的扩散项相比于其余模型的扩散项更加的保守，因此要引入非保守的扩散项，要在其中添加vₜ的一阶微分，所以可得扩散项的表达式为。”
    【扩散项=1/σ[∇.(vₜ∇vₜ)+cb₂(∇vₜ)²](ₜ是数字下标t）……】
    “好了，模型基本建立起来了。”
    “下面开始校准。”
    “理论校准肯定不行，要进行实验校准。”
    “就是不知道学校哪里可以进行实验校准？”
    “这种事还是要找杨老师，我也好久没看到他了，去他家看看吧！”
    说完，他收拾好东西，将它们送回宿舍，之后去杨老师家。
    杨教授此时正和宗教授在家里大眼瞪小眼。
    一旁的杨烁和一位年龄与他相仿的年轻女性局促不安的坐在沙发上。
    这位年轻女性就是杨烁的女友宗晴晴，一米六二的身高，五官甜美，皮肤白暂。
    两人几个小时前在外约会，被宗教授的学生发现，然后将这事告诉宗教授。
    宗教授就将宗晴晴叫回家问，没想到事情是真的，于是就带着宗晴晴来找杨教授和杨烁。
    两人玩归玩，闹归闹，但别把感情开玩笑，这还发展出真感情了。
    宗教授心中很不是滋味，自己的宝贝孙女，竟然被杨烁这小瘪犊子摘了。
    他越是看杨烁就越是不顺眼，连带着，以前看杨教授不顺眼，现在更不顺眼。
    这一家子没一个好的，杨教授把卓越带走了，杨烁又把自己孙女带走了，简直是过分。
    “老宗啊！”许久后，杨教授打破平静，道：“我看他们在一起很合适吗！”
    对于杨烁和宗晴晴在一起，杨教授心里乐开花了，自己和宗教授斗了这么多年，没想到是自己孙子为自己扳回来一局。
    “屁！”宗教授愤怒的道：“杨书痴，这事你想都别想，你孙子想娶我孙女，你还是去睡觉吧，梦里什么都有。”
    “老宗，咱们都是高级知识分子，你可别思想老古董啊，现在年轻人都讲究自由恋爱，你也要与时俱进。”
    “我可以让晴晴自由恋爱，但就是不能选你老杨家的人。”
    “我家怎么了？我家是配不上你家了？”杨教授瞪眼道：“你我都是同一所大学的教授，他们的父辈也是实力相当，我们两家可以说是门当户对，你说我家是哪一点不如你家？”
    “反正就是不行！”宗教授梗着脖子道。
    他其实对杨烁挺满意的，他是对杨思理有意见。
    两人争斗了这么多年，前段时间更是因为卓越而失败。
    当然，最后杨思理也没得到好，卓越最后去麻省了。
    但他是嫁孙女，还是嫁给杨思理的孙子杨烁，以后就是杨家人了，这看上去自己就低杨思理一头了。
    他心中很是烦躁！
    这时，门被敲响，杨老夫人从屋里走出来，看在客厅中大眼瞪小眼的两人道：“你俩行了啊，他们两个年轻人谈恋爱就让他们谈呗。”
    杨老夫人年轻时是才女，当时和宗教授，还有杨教授是同学，所以三人从年轻时就认识了。
    说完就去开门。
    “卓越！”杨老夫人惊喜的道：“你可好久没来了啊！”
    “师母！”卓越道：“老师在吗？”
    “在呢，宗教授也在！”
    “宗教授也在，我也好久没看到宗教授了。”
    说着卓越走进屋，但一看眼前情形就感到不对。