无量纲量

湍流建模中最常用的无量纲量是雷诺数,即:惯性与粘性力之比。在湍流建模理论中通篇使用以下定义:

壁面距离雷诺数:

Re⁡d=kdν
(1116)

其中:

  • k 为湍动能。
  • d 为与壁面的距离。
  • ν 为运动粘度。

湍流雷诺数:

Re⁡t=k2νε
(1117)

或:

Re ⁡ t = k ν ω
(1118)

或:

Re ⁡ t = μ t μ
(1119)

其中:

  • ε 为湍流耗散率。
  • ω 为单位耗散率。
  • μ t 为湍流涡粘度。
  • μ 为动力粘度。

Kolmogorov 雷诺数:

Re⁡ε=(νε)1/4dν
(1120)

应变率雷诺数:

Reν= d2Sν
(1121)

其中, S 由 Eqn. (1111) 给出。

另一个有用的数是瑞利数,定义为:

Ra=‖gi‖βΔTLref3να
(1122)

其中:

  • ‖gi‖ 为重力矢量范数。
  • β 为热膨胀系数。
  • ΔT 为温度差(通常是流体与围阻壁面之间的温度差)。
  • Lref 为特征长度。
  • α 为热扩散率。

α 通常定义为 ,普朗特数通过 定义为:α=νPr⁡Pr⁡

Pr=Cpμκ
(1123)

其中:

  • Cp 是比热。
  • κ 为导热率。