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1边层流1

1.1边层流区与层外流区的提出1

1.2边界层与边层流、层外流的区别2

1.3层流边层流与湍流边层流的理论作用2

1.4层流边层流2

1.4.1层流边层流的形成2

1.4.2层流边层流的划分3

1.5湍流边层流5

1.5.1湍流边层流的定义5

1.5.2湍流边层流的划分6

1.6概念梳理8

1.7连续性问题8

2湍流形成机理与湍流运动10

2.1概述10

2.2层流转变为湍流过程10

2.2.1有压管道充分发展段10

2.2.2有压管道进口段14

2.2.3明渠14

2.2.4平板边界层15

2.3湍流状态17

2.3.1有压管道充分发展段17

2.3.2有压管道进口段19

2.3.3明渠20

2.3.4平板边界层21

2.4流态判别方法22

2.5能量方程23

2.6涡旋直径与转速关系23

3湍流运动基本方程组25

3.1湍流系统积分方程组25

3.1.1系统质量守恒积分方程25

3.1.2系统动量守恒积分方程25

3.1.3系统动量矩守恒积分方程26

3.1.4系统能量守恒积分方程26

3.2湍流第一输运公式26

3.3不可压缩湍流积分方程组28

3.3.1质量守恒积分方程28

3.3.2动量守恒积分方程28

3.3.3动量矩守恒积分方程28

3.3.4能量守恒积分方程28

3.4不可压缩湍流微分方程组29

3.4.1连续性微分方程29

3.4.2动量微分方程29

3.4.3动量矩微分方程29

3.4.4能量微分方程30

3.5湍流第二输运公式30

3.6可压缩湍流积分方程组31

3.6.1质量守恒积分方程31

3.6.2动量守恒积分方程32

3.6.3动量矩守恒积分方程32

3.6.4能量守恒积分方程32

3.7广义牛顿定律32

3.8湍流剪应力的分解33

3.9涡旋公式分解33

3.10附加剪应力涡旋平移速度及其图解34

3.10.1附加剪应力以涡旋平移速度表示34

3.10.2涡旋平移速度图解说明34

3.11涡旋平行连续相速度公式35

3.12涡旋垂直无旋流速度公式36

3.13涡旋平移速度自积37

3.14附加剪应力以连续相速度表示38

3.15 涡旋平移速度表达式39

3.16层流不可压缩运动微分方程组39

3.16.1连续性方程39

3.16.2动量方程39

3.16.3动量矩方程41

3.16.4能量方程43

3.17层流可压缩运动微分方程组45

3.17.1连续性方程45

3.17.2动量方程45

3.17.3动量矩方程46

3.17.4能量方程48

3.18湍流不可压缩运动微分方程组49

3.18.1连续性方程49

3.18.2动量方程50

3.18.3动量矩方程54

3.18.4能量方程59

3.19湍流可压缩运动微分方程组61

3.19.1连续性方程61

3.19.2动量方程62

3.19.3动量矩方程63

3.19.4能量方程67

4有压管道湍流运动71

4.1湍流圆形管道断面速度分布71

4.2湍流圆形管道涡旋体积分数？分析72

4.2.1涡旋产生横向运动条件72

4.2.2涡旋产生横向运动地带73

4.2.3涡旋产生横向运动的频率f73

4.2.4涡旋体积分数？计算公式推导73

4.3圆形管道湍流度确定方法75

4.4湍流矩形管道断面速度分布76

4.5湍流矩形管道涡旋体积分数？分析77

4.5.1涡旋产生频率f78

4.5.2粗糙分布密集型涡旋体积分数？公式78

5矩形明渠湍流80

5.1断面速度分布80

5.2边层流界面位置确定81

5.3涡旋旋转速度确定83

5.4确定涡旋体积分数？计算公式84

6平板近壁流86

6.1平板近壁流流态判别准数86

6.2明渠层流近壁流87

6.3明渠湍流近壁流89

6.4有压管道平板近壁层流运动91

6.5有压管道近壁湍流运动93

7不可压缩流体管道进口段96

7.1层流圆形管道进口段96

7.1.1运动控制方程与边界条件96

7.1.2初步确定进口段速度分布97

7.1.3确定进口段长度99

7.1.4确定理想流体与实际流体运动分界线δ（x）99

7.1.5最终确定速度分布99

7.1.6压力变化公式100

7.2层流矩形管道进口段100

7.2.1运动控制方程及边界条件101

7.2.2实际流体运动区速度分布初选103

7.2.3理想流体与实际流体分界线方程103

7.2.4确定理想流体与实际流体分界线δy和δz104

7.2.5确定进口段长度的方法107

7.2.6流体速度分布最后确定108

7.2.7压力变化109

7.3不可压缩湍流圆形管道进口段109

7.3.1运动控制方程与边界条件109

7.3.2进口段速度分布111

7.3.3确定进口段长度L与α112

7.3.4最后确定实际流体运动区速度分布113

7.3.5确定理想流体与实际流体分界线δ（x）113

7.3.6压力变化（无因次）114

7.3.7实际流体运动区断面平均速度与位置114

7.3.8边层流界面上涡旋旋转速度115

7.3.9边层流界面上涡旋径向速度u116

7.3.10涡旋体积分数？116

7.3.11解决进口段问题的第二种方法116

7.4不可压缩湍流矩形管道进口段119

7.4.1运动控制方程与边界条件119

7.4.2速度分布121

7.4.3进口段长度124

7.4.4理想流体与实际流体运动分界线δ（x，y，z）127

7.4.5压力变化128

7.4.6实际流体运动区断面平均速度与位置129

7.4.7边层流界面上涡旋旋转速度130

7.4.8边层流界面涡旋横向分速度130

7.4.9涡旋体积分数？130

8可压缩湍流管道流动131

8.1可压缩湍流圆形管道进口段分析131

8.1.1运动控制方程与边界条件131

8.1.2可压缩湍流管道无进口段135

8.2可压缩湍流管道进口段137

8.2.1可压缩湍流圆形管道进口段137

8.2.2可压缩湍流矩形管道进口段145

8.3可压缩湍流变质量流量管道流动156

8.3.1等温圆形管道156

8.3.2绝热圆形管道159

8.3.3等温矩形管道165

8.3.4绝热矩形管道169

9定常湍流边界层183

9.1定常层流平板边界层183

9.1.1无压力变化层流平板边界层183

9.1.2有压力变化层流平板边界层186

9.2不可压缩湍流无压力变化平板边界层191

9.2.1运动控制方程与边界条件191

9.2.2确定边界层厚度δ（x）与速度分布192

9.2.3边层流厚度YB （x）193

9.2.4边层流界面上涡旋旋转速度与垂直于流向的速度194

9.2.5涡旋体积分数？194

9.3不可压缩湍流有压力变化平板边界层194

9.3.1运动控制方程与边界条件194

9.3.2运动控制方程与边界条件无因次化195

9.3.3建立流量守恒方程196

9.3.4确定速度分布197

9.3.5理想流体与实际流体运动分界线δ （x）198

9.3.6确定参变量n198

9.3.7理想流体与实际流体速度对接199

9.4可压缩湍流无压力变化平板边界层199

9.4.1运动控制方程与边界条件200

9.4.2运动控制方程与边界条件无因次化201

9.4.3确定边界层内速度分布203

9.4.4确定温度分布205

9.5可压缩湍流有压力变化平板边界层206

9.5.1流场情况分析206

9.5.2运动控制方程与边界条件207

9.5.3确定速度分布211

9.5.4确定速度边界层厚度δ（x）211

9.5.5确定温度分布214