粘性流体流动中的层流-湍流转捩
综合物理
2017-03-22 v1
摘要
粘性流体层流中湍流的起始被证明是流体承受剪切应力能力有限的结果。本文利用这一事实预测了层流转变为湍流的流速，并在理论基础上计算了相应的 Reynolds 数临界值。本分析所需的一个关键本构性质是流体的极限剪切应力。本文展示了如何通过平面 Couette 流实验从实验上测定该应力。对于 20 {\deg}C 的水，根据文献报道的实验计算了极限剪切应力的值。随后，该值被用于预测 Taylor-Couette 流和圆形截面管道流动中对应于湍流起始的 Reynolds 数。所得结果符合实际，并对其意义进行了批判性评估。只要已知流场的速度场，该程序即可用于预测任何非湍流流动中湍流的起始。
引用
@article{arxiv.1703.07223,
title = {The laminar-to-turbulent transition in viscous fluid flow},
author = {A. Paglietti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.07223},
year = {2017}
}
备注
23 pages, 4 figures.Original version of a paper published, with minor changes,as: A. Paglietti: The role of angular momentum in the laminar motion of viscous fluids. Continuum Mech. Thermodyn. 29 (2), 611-623 (2017)