湍流模式理论

本书主要涉及湍流的模式理论，重点介绍了湍流的属性、湍流的准确方程组、湍流时均运动微分方程组的模化与封闭以及湍流的高级数值模拟。其中，第1章介绍湍流的形成及其特征；第2章介绍湍流的准确方程组推导；第3章介绍不可压缩湍流模式；第4章介绍湍流的高级数值模拟；第5章介绍适应于曲面边界绕流的湍流模式；第6章介绍可压缩湍流模式。

前言
第1章湍流的形成及其特征1
1.1黏性流体微团的受力及其对流动的影响1
1.2雷诺的转捩实验2
1.3流态的判别准则——临界雷诺数7
1.4湍流现象与定义7
1.5湍流的基本特征12
1.6雷诺的时均值概念15
1.7湍流的统计理论18
第2章湍流的基本方程组24
2.1概述24
2.2瞬时湍流的微分方程组25
2.3时均运动微分方程组25
2.4时均动能输运方程26
2.5湍流应力输运方程27
2.6湍动能输运方程28
2.7湍动能耗散率输运方程29
第3章不可压缩湍流模式31
3.1湍流方程组的不封闭问题31
3.2湍涡黏性概念32
3.3零方程模式(混合长理论)35
3.4一方程模式38
3.4.1湍动能K方程模式39
3.4.2湍动剪切应力输运方程模式41
3.5二方程模式43
3.5.1K-e模式的建立43
3.5.2K-e模式中系数的确定47
3.6湍动应力输运模式49
第4章湍流的高级数值模拟53
4.1湍流直接数值模拟基本原理53
4.1.1湍流直接数值模拟的空间分辨率54
4.1.2湍流直接数值模拟的时间分辨率56
4.1.3初始条件和边界条件56
4.2湍流直接数值模拟方法61
4.2.1谱方法61
4.2.2伪谱方法63
4.2.3差分方法63
4.3湍涡的多尺度结构65
4.3.1湍涡的多尺度性65
4.3.2湍涡尺度的演变特征67
4.3.3湍涡的大尺度和小尺度量级69
4.4大涡模拟技术73
4.4.1大涡结构73
4.4.2滤波与尺度分解原理77
4.4.3大涡模拟方程与亚格子雷诺应力79
4.4.4亚格子雷诺应力的方程83
4.4.5亚格子尺度模式84
4.4.6初始条件与边界条件86
第5章适用于壁限湍流的湍流模式89
5.1Baldwin-Lomax模式89
5.2涡黏性输运方程模式(一方程模式)90
5.3k-ω湍流模式94
5.3.1k-ω湍流模式概述94
5.3.2Kolmogorov模式95
5.3.3Wilcox-Rubesin模式95
5.3.4Wilcox模式96
5.4SSTk-ω湍流模式97
5.4.1概述97
5.4.2BSL模式99
5.4.3SST模式101
5.5DES湍流模式102
5.5.1DES提出102
5.5.2基于S-A的DES模式105
5.6DDES湍流模式106
5.6.1概述106
5.6.2DDES模式106
第6章可压缩湍流模式109
6.1质量加权法109
6.2质量加权平均方程及其物理意义115
6.3可压缩湍流模式118
6.3.1基本模化假定118
6.3.2不考虑密度脉动的可压缩湍流模式120
6.3.3考虑密度脉动影响的可压缩湍流模式122
6.4可压缩湍流中脉动速度与脉动压强之间的能量转换机制136
参考文献142