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雷诺平均纳维-斯托克斯方程

雷诺平均纳维-斯托克斯方程(英語:Reynolds-averaged Navier–Stokes equations,简称RANS)是流体力学中一种用来描述湍流的时均纳维-斯托克斯方程。其思想是将湍流运动看作时间平均与瞬时脉动两种流动的叠加,即任一物理量满足:

其中,为时均值,为脉动值。时均值可定义为:

如果不考虑密度脉动的影响,对纳维-斯托克斯方程中的物理量按上述方法取时间平均,可得到可压缩流体平均流动的控制方程(即雷诺平均方程):[注 1]

如果使用张量中的指标符号,则又可表示为:

上式中的被称作雷诺应力,即:

注释 编辑

  1. ^ 式中为方便起见,对于非脉动值的时均值,使用去掉上划线的 代替含上划线的 

参考资料 编辑

  • 王福军. 《计算流体动力学分析》. 清华大学出版社. 

雷诺平均纳维, 斯托克斯方程, 雷诺平均纳维, 斯托克斯方程, 英語, reynolds, averaged, navier, stokes, equations, 简称rans, 是流体力学中一种用来描述湍流的时均纳维, 斯托克斯方程, 其思想是将湍流运动看作时间平均与瞬时脉动两种流动的叠加, 即任一物理量ϕ, displaystyle, 满足, displaystyle, 其中, displaystyle, 为时均值, displaystyle, 为脉动值, 时均值可定义为, displaystyle, fra. 雷诺平均纳维 斯托克斯方程 英語 Reynolds averaged Navier Stokes equations 简称RANS 是流体力学中一种用来描述湍流的时均纳维 斯托克斯方程 其思想是将湍流运动看作时间平均与瞬时脉动两种流动的叠加 即任一物理量ϕ displaystyle phi 满足 ϕ ϕ ϕ displaystyle phi bar phi phi 其中 ϕ displaystyle bar phi 为时均值 ϕ displaystyle phi 为脉动值 时均值可定义为 ϕ 1 D t t t D t ϕ t d t displaystyle bar phi frac 1 Delta t int t t Delta t phi t dt 如果不考虑密度脉动的影响 对纳维 斯托克斯方程中的物理量按上述方法取时间平均 可得到可压缩流体平均流动的控制方程 即雷诺平均方程 注 1 r t div r u 0 displaystyle frac partial rho partial t operatorname div rho mathbf u 0 r u t div r u u div m grad u p x r u 2 x r u v y r u w z S u displaystyle frac partial rho u partial t operatorname div rho u mathbf u operatorname div mu operatorname grad u frac partial p partial x left frac partial rho overline u 2 partial x frac partial rho overline u v partial y frac partial rho overline u w partial z right S u r v t div r v u div m grad v p y r u v x r v 2 y r v w z S v displaystyle frac partial rho v partial t operatorname div rho v mathbf u operatorname div mu operatorname grad v frac partial p partial y left frac partial rho overline u v partial x frac partial rho overline v 2 partial y frac partial rho overline v w partial z right S v r w t div r w u div m grad w p z r u w x r v w y r w 2 z S w displaystyle frac partial rho w partial t operatorname div rho w mathbf u operatorname div mu operatorname grad w frac partial p partial z left frac partial rho overline u w partial x frac partial rho overline v w partial y frac partial rho overline w 2 partial z right S w 如果使用张量中的指标符号 则又可表示为 r t x i r u i 0 displaystyle frac partial rho partial t frac partial partial x i rho u i 0 t r u i x j r u i u j p x i x j m u i x j r u i u j S i displaystyle frac partial partial t rho u i frac partial partial x j rho u i u j frac partial p partial x i frac partial partial x j mu frac partial u i partial x j rho overline u i u j S i 上式中的 u i u j displaystyle overline u i u j 被称作雷诺应力 即 t i j u i u j displaystyle tau ij overline u i u j 注释 编辑 式中为方便起见 对于非脉动值的时均值 使用去掉上划线的ϕ displaystyle phi nbsp 代替含上划线的ϕ displaystyle bar phi nbsp 参考资料 编辑王福军 计算流体动力学分析 清华大学出版社 取自 https zh wikipedia org w index php title 雷诺平均纳维 斯托克斯方程 amp oldid 76751336, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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