關鍵要點

• 由于渦流和漩渦而引起的流體的劇烈運動稱為湍流。

• 湍流運動粘度沒有物理存在，被認為是流動特性，而不是流體。

• 流體的有效運動粘度可以表示為無湍流作用的運動粘度或湍流運動粘度之和。 

隨著流體流速的增加，層流轉變為湍流

在流體系統中，流體流動可以是層流或湍流。流態中的湍流是由流體層的速度差異引起的。湍流中作用于流動的流動阻力較大，稱為雷諾應力。湍流運動粘度是湍流中重要的物理量。湍流運動粘度，也稱為渦流粘度，取決于流動狀態。在本文中，我們將探討湍流和湍流運動粘度。

流體流動

流體流動有兩種類型：層流或湍流。

層流

均勻、均勻且有序的流體流動被認為是層流。層流本質上是確定性的。層流的未來行為可以根據較早時間的流動特性知識來預先確定。即使在流動中存在不規則和擾動，平均層流運動是在一個方向上的。

粘性流體的均勻層流可以建模為包含不同且穩定的層的流體流。每一層都以相同的方向在另一層之上移動。頂層以最高速度移動，粘附在邊界上的層以最低速度流動。內部摩擦是速度差異的原因。粘度用作流體內部摩擦的量度。然而，隨著流體流速的增加，流態變得湍流。

湍流

隨著流體流速的增加，層流轉變為湍流。流體流速的增加導致流體層混合。隨著速度的增加，更多的流體層混合在一起并破壞了平穩的流動。流動變得不均勻，并受到渦流和漩渦的干擾。由于這些渦流和漩渦而引起的流體劇烈運動稱為湍流。湍流的特征在于不同方向上的顯著速度。速度方向不同于流動的總體方向。 

粘度

粘度是在湍流中討論的一個重要量。高粘度流體抵抗流動中的湍流或從層流緩慢過渡到湍流。雷諾數在對流體系統進行分類時非常重要，其中流體的粘度會影響其流速和流動模式。

讓我們看一下湍流中的粘度。

湍流中的動量和能量傳遞

在湍流中，渦流運動以各種尺寸存在。流體流動中的大部分機械能用于形成渦流，渦流以流體中的熱量形式耗散能量。由于這種散熱，湍流的拖曳力高于層流的拖曳力。

相對于其他渦流運動的不穩定渦流運動是湍流的特征。渦流會產生流體壓力和流體速度的波動。相互作用的渦流交換能量和動量。

存在于管道中心的高速渦流與壁邊界附近的低速渦流相互作用。渦流的混合平衡了動量差異。渦流作用類似于通過分子相互作用消除動量差異的粘度。為了表示渦流作用，使用術語湍流運動粘度或渦流粘度。

湍流運動粘度

湍流運動粘度是一種模型粘度，它解釋了渦流在平滑動量梯度方面的作用。湍流運動粘度是模擬湍流性質的流體流動中能量耗散和傳輸的量。

湍流運動粘度正比于： 

1. 流體的密度

2. 渦流速度標尺

3. 渦長尺度

湍流運動粘度沒有物理存在，被認為是湍流中的流動特性（不是流體特性）。

流體的有效粘度

流體的有效運動粘度可以表示為無湍流作用的運動粘度與湍流運動粘度之和。由于流體流動的特性在很大程度上取決于流體粘度，因此在模擬流體流動時了解這些特性非常重要。湍流效應對粘度的影響不容忽視，模型中也需要考慮湍流參數。

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文章來源：cadence博客