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普朗特混合長理論
鎖定
- 中文名
- 普朗特混合長理論
- 外文名
- Prandtl mixing-length theory
- 學 科
- 動力氣象學
- 實 質
- 參數化方法
- 提出者
- 流體力學家普朗特
- 應 用
- 聯繫脈動值和平均值
普朗特混合長理論定義
用平均場量來表示由湍流所產生的物理量的輸送量的方法,稱之為混合長理論。這個理論是由普朗特(Prandtle)提出的,因此也稱為普朗特混合長理論(Prandtle mixing-length theory)。
[1]
普朗特混合長理論理論提出背景
混合長理論是最早提出來的並得到廣泛應用的一種參數化方法。混合長的概念是將湍渦運動和分子不規則運動相類比而引入的。分子運動具有隨機性,運動着的分子在和其它分子碰撞之前,其具有的能量和動量保持不變,經過一次碰撞,這些量才發生顯著的改變。兩次碰撞之間分子所走的距離稱為分子的自由路徑。所以分子運動論認為,分子經過一個自由路徑才與其它分子發生“混合”,把能量、動量,“輸送”給其它分子。
普朗特混合長理論理論的假定
(1)和分子一樣,湍渦在運動的起始高度上具有該高度上的平均物理屬性;
以上假定認為:湍流對物理屬性的輸送過程和分子經過一個自由路徑將動量、能量輸送給其它分子的過程是一樣的,故湍渦運動的混合長概念和分子運動的自由路徑相類似。
利用混合長理論,可以將脈動值和平均值聯繫起來。但混合長還是未知的,故仍須用半經驗半理論的方法來確定它。
普朗特混合長理論缺陷
混合長理論具有一些帶原則性的缺點。
首先,該理論中假設了湍渦混合過程是一個不連續過程,而實際過程並不是這樣的,湍渦在運動過程中將不斷和周圍空氣交換質量,逐漸失去它原有的物理屬性,所以混合長概念缺乏可靠的物理基礎,混合長是一個難以確定的量應該是意料之中的。
其次,假定湍渦從起始高度開始移動時攜帶該高度上的平均屬性值,這也是不合理的。