第四百九十五章 柯爾莫哥洛夫湍流定理(流體力學(xué))
1941年柯爾莫哥洛夫在建立湍流的統(tǒng)計理論過程中提出的三個基本假設(shè)。
即局部均勻各向同性湍流。
柯爾莫哥洛夫的學(xué)生蓋爾范德說:“老師,你對于渦流理論有新理解嗎?”
柯爾莫哥洛夫說:“假如流體向各方面無限擴展,則在大雷諾數(shù)時,可以認為湍流渦旋運動的隨機特征是各向同性的?!?p> 蓋爾范德說:“沒錯,有什么問題嗎?”
柯爾莫哥洛夫說:“但實際上,這種條件很少能被滿足:一方面,流動會受到固體邊界的限制;另一方面,流動的總能量也不可能無限制擴大,量級為 L的大渦旋運動肯定不是各向同性的,但對于小渦旋,整體運動的影響迅速下降?!?p> 蓋爾范德說:“你的意思是雖然流動整體式非各向同性的,但在給定的微小區(qū)域內(nèi),可以近似的把它看作是各向同性的?!?p> 柯爾莫哥洛夫說:“沒錯。這正是我的第一假設(shè)?!?p> 蓋爾范德說:“那你的第二假設(shè)的內(nèi)容是?”
柯爾莫哥洛夫說:“在局部均勻各向同性區(qū)域中,流體運動由內(nèi)摩擦力和慣性力決定?!?p> 蓋爾范德說:“嗯,有點意思?!?p> 柯爾莫哥洛夫說:“渦旋體系單位體積中傳遞的能量流在數(shù)值上等于能量耗散率,與此相應(yīng),運動統(tǒng)計特征可以依賴的參數(shù)只有能量耗散率和運動粘性系數(shù)。”
蓋爾范德說:“還有第三假設(shè)內(nèi)容嗎?”
科爾莫哥洛夫說:“當然。在大雷諾值時,存在稱為慣性范圍的尺度區(qū)間,在此范圍內(nèi),內(nèi)摩擦力的影響是不重要的,因而可以略去,運動圖像由慣性力決定?!?p> 一邊說,柯爾莫哥洛夫?qū)懗隽诉@個尺度區(qū)間的范圍。