湍流

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==基本介绍== <b>读音： tuān liú</b> {{百科小图片|bkkm7.jpg|}}[[湍流]]是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为[[层流]]，也称为稳流或片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合。这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。 流体作湍流时，阻力大流量小，能量耗损增加。实验证明，能量耗损E与速度的关系为 <b>△ E= kv2</b> 式中k是比例系数，它与管道的形状、大小以及管道的材料有关。式中的v是平均流速。在自然间中，我们常遇到流体作湍流，如江河急流、空气流动、烟囱排烟等都是湍流。 这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的湍流流场。 流态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。一般管道雷诺数Re＜2300为层流状态，Re＞4000为湍流状态，Re＝2300～4000为过渡状态。 有效地描述湍流的性质至今仍然是物理学中的一个重大难题。 注：右图为当层流遇到障碍物时转变为湍流　　 ==空气动力学中的湍流== 空气动力学中的湍流指的是短时间（一般少于10min）内的风速波动。换言之，湍流指的是最高频谱峰值。 湍流产生原因主要有两个： 1.当空气流动时，由于地形差异（例如，山峰）造成的与地表的“摩擦”； 2.由于空气密度差异和气温变化的热效应空气气团垂直运动。 这两种运动往往相互关联。　　 ==影响== <b>湍流对飞行的影响 </b> 湍流是一种气流运动，肉眼无法看见，而且经常不期而至。引发湍流的原因可能是气压变化、急流、冷锋、暖锋和雷暴，甚至在晴朗的天空中也可能出现湍流。湍流并非总能被预测出来，雷达也发现不了它。 根据美国联邦航空局(FAA)的数据，湍流是导致机上[[非致命伤]]害的主要原因，但通常是因为乘客或机组人员没有系好安全带。 虽然湍流可能导致严重的[[头部]]撞击，但通常不大可能致命。据美国联邦航空局统计，从1980年到2004年6月，美国的飞机总共发生过198起湍流事故，导致266人重伤，3人死亡。 [[分类:物理学]][[分类:力学]]

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