第(2/3)页 第二天,卓越又进入推导湍流方程的忙碌中。 图书馆中,他一手持笔,一脸沉思。 “要想求出湍流方程,就要求出连续性方程和动量方程,而这两个方程所构成的方程组中,有4个偏微分方程和10个自变量,因为无法直接从中得到确定解,所以需要找到足够的方程,使方程组封闭。” “所以,还要求出能量方程和涡能方程。” “而能量方程包含时均能量方程、平均动能方程和湍动能方程。” “其中连续性方程和动量方程,我以前已经求出来过,所以现在要求出能量方程和涡能方程。” “求出它们后,就获得湍流方程。” “而时均动量方程可以与平均动能方程相结合求出。” “时均能量方程和平均动能方程还是应用到N-S方程。” “只要将原始的N-S方程中各物理量都表示成其平均值与脉动值之和,对方程时均化即可导得时均N-S方程组。” “可以这样写!” 说完他在电脑中输入。 【∂ρ/∂t+∇.(ρV)=0……】 “这也叫做湍流表观热流,实则是内能或焓的湍流输运,所以也有与方程(6)相似的输运方程将其与平均流动参量相联系,因而这一项也是易于模化求解的。” “求出时均能量方程后,接下来是简化它。” “平均动能净损失为。” 【N₍A₎=1/2m{[Vᵗ₍A₎+vᵗ₍A₎]²+[vʲ₍A₎+vⁱ₍A₎]²……】 “所以,简化后的时均能量方程是。” 【……-Vx(∇xV)=-∇H+T∇S+1/ρ∇.||+1/ρ∇||ₜ】 卓越长吐出一口气,心道:“时均能量方程和平均动能方程,下面是湍动能方程。” 湍动能方程一般是计算水流的,所以就要有水温度方程,还要将时均能量方程和平均动量方程相结合加入进去。 经过一系列计算后,卓越推导出水温度方程为。 【∂T/∂t=-(u+u*)∂T……】 水温度方程要计算出中尺度涡、水平混合、垂直混合、短波辐射穿透和深对流。 “动量方程要先计算出水平粘性和垂直粘性。” 第(2/3)页