科学网—bill12345678的博文

热度 1 窦华书 2023-8-10 08:31

湍流仍然是物理学、应用数学和流体力学学科的一个主要研究领域，100多年来，且一直代表流体力学的前沿研究方向，这是由于如果湍流问题解决了，就会解决一大片研究领域的问题。湍流是在流体力学学科所有方面具有共性的重要课题。比如，如果你是做超音速流动、飞行器设计、多相流动、传热、燃烧、叶轮机械、大气湍 ...

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窦华书：湍流研究有哪些成功的理论成果?

热度 4 窦华书 2023-7-12 09:10

1. 湍流控制方程Navier-Stokes动量方程（Navier 1822, Stokes 1845）： 2. 线性稳定性理论（Orr1907, Sommerfeld 1908）: 3. 湍流模型的混合长度理论（Prandtl 1924）: 4. 湍流壁面区的平均速度的对数律分布（Kármán1931）： 5. 湍流的均匀各向同性理论(Taylor 1935, Kármán1937)： 6. Ko ...

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窦华书：湍流为什么一定必须是三维的？

热度 3 窦华书 2023-7-8 01:29

图1 湍流的动能随波数变化的能谱关系湍流的最主要的特征就是，湍流是一个随着时间变化（非定常）的旋涡运动，而且旋涡是从大到小多尺度分布的。湍流之所以存在，是以漩涡的不断产生与耗散维持的。如果旋涡只耗散，不再继续产生，湍流就不能维持了。完全发展的湍流就是一个旋涡生成与破灭的动力学平 ...

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流动稳定性理论简要综述

热度 3 窦华书 2023-7-2 08:50

(本文翻译自窦华书《Origin of Turbulence-Energy Gradient Theory》,2022,Springer,第一章) 1.2流动稳定性理论 1.2.1线性稳定性理论 Kelvin（1871）和Helmholtz（1868）利用无粘稳定性理论(无粘线性方程的特征值)分析了平面混合层的稳定性。研究发现，当不同速度或密度的流体沿同一方向流动时，界 ...

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窦华书：湍流研究中出现的若干错误

热度 4 窦华书 2023-6-4 00:09

湍流问题经历了近200年（从 Navier-Stokes 方程的建立），从雷诺实验（1883年）发现了层流到湍流转捩现象以来，至今也有140年。湍流问题解决不了，许多人认为湍流是比量子力学和相对论更难的物理科学难题。对于湍流问题, 作者通过30多年的研究，发现在这个领域，过去140年来（1883-2023）的研究成果中，有许多都是 ...

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窦华书：高雷诺数不是引起层流到湍流转捩的真正物理机理

热度 2 窦华书 2023-5-21 00:05

高雷诺数不是引起层流到湍流转捩的真正物理机理，是什么呢？先说答案，是流场中机械能梯度的分布，其分布的畸变引起了流场中出现了奇点，从而导致湍流转捩。图 1 圆管流动实验（ Reynolds 1883 ）显示了流动由层流向湍流状态转捩的过程，取决于雷诺数大小。（ a 层流，由染色流体示踪 ...

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窦华书： Navier-Stokes 方程可以描述湍流吗？

窦华书 2023-5-3 02:00

图1 河流中的湍流 Navier-Stokes 方程可以描述湍流吗？这是一个非常难非常难的问题。因为首先Navier-Stokes方程的正则性问题的性质，至今还没有搞清楚，并且是2000年美国Clay数学研究所所确定的七个千禧年大奖难题之一，也是美国 Science杂志2021年所发布的全世界最前沿的125个科学问题之二。其次，湍流的产生机理在 ...

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窦华书：一个力学公理的建立揭开了湍流的秘密

热度 3 窦华书 2023-4-5 00:01

图1 圆管流动中的puffs (van Doorne and Westerweel, 2009) 湍流是国际上科学界公认的物理和数学方面的世纪难题，从雷诺1883年做的著名的层流到湍流转捩的圆管流动实验以来，至今已经经过了140年。今天，湍流这一世纪科学难题已经得到破解了，且理论与实验数据完全一致。为了让读者更加容易理解，今天再次简 ...

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学术报告：Navier-Stokes方程解的存在性和光滑性

窦华书 2023-3-16 00:40

报告人：窦华书，浙江理工大学教授、博导。预订报告日期： 2023年4月26日（星期三），北京时间晚上9:00开始。 Wednesday, April 26, 2023 Time: 9am EST (3pm Central European； 9pm Beijing) Zoom Link : Meeting ID: 985 8096 1819, Passcode: 2099 Title: Existence and Smoothness of Solution o ...

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窦华书：为什么流动弯曲的地方更容易发生湍流？

热度 5 窦华书 2023-2-13 07:58

图1 矩形截面弯管各个截面上的能量梯度函数K值的分布（Dou et al 2014). （一）牛顿流动：弯曲的地方更容易发生湍流的原因，是因为弯曲的地方，横截面上产生了压力梯度(离心力等因素引起)，这样横截面上产生了更大的机械能梯度（机械能梯度=动能梯度+压力梯度+位能梯度），而且更不均匀，还容易诱导二次流动 ...

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