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船舶工业
平板湍流边界层中的速度分布和能量方程(英文)
本文先分析 Klebanoff and Dieml(1952年)大量的实验结果,并参考 Coles(1956年)所引用的一些实验结果,得到了平板湍流边界层中内层和外层的速度分布及其厚度,然后根据这些关系式对边界层能量方程积分求解。内层湍流的速度分布为如下的对数定律:u~+=5.75log y~++B。在本文中 B 为 Reynolds数的函数,当 Reynolds 数增大时,B 增大。例如当 R_θ=10~5,时,μ~+=5.75log y~++5.12。关于外层湍流的速度分布,本文认为仍可用如上的对数定律来表示,但各项系数有所不同,即可表示为:u~+=10.4log y~+-D其中 D 也随 Reynolds 数的增大而增大。例如当 R_θ=10~5时,μ~+=10.4log y~+-8.78。根据各层速度分布表示式的两两交点可决定各层的厚度,层流底层的厚度 y_l~+及内层湍流的厚度y_i~+分别为:(?)例如当 R_θ=10~5时,y_l~+=11.03,y_i/δ=0.257。根据以上结果,对能量方程中的摩擦功项分三层进行了计算,得到了 R_x~R_θ的关系R_x=63R_θ~(11/8)/(logR_θ+0.211)~(0.94)。上式与 Klebanoff and Diehl 的实验比较,得到比现有类似公式更为满意的结果。
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中国造船
1981年03期
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