层流－湍流转变英文解释翻译、层流－湍流转变的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 laminar-turbulent transition

分词翻译：

层流的英语翻译：

【计】 laminar flow
【化】 laminar flow; static flow; streamline flow

湍的英语翻译：

rapid; rushing water

流转的英语翻译：

be on the move
【经】 flow

变的英语翻译：

become; change
【医】 meta-; pecilo-; poecil-; poikilo-

专业解析

层流－湍流转变（Laminar-Turbulent Transition）是流体力学中描述流体流动状态从有序到无序变化的关键现象。以下从汉英词典角度详细解释其含义及相关概念：

一、核心术语解释

层流（Laminar Flow）
流体分层运动，各层间互不混合，质点轨迹平滑有序。常见于低速、高黏性流体（如管道低速流动）。

英文对照：Laminar flow
湍流（Turbulent Flow）
流体呈现不规则脉动、涡旋和混合的混沌状态，能量耗散显著增强（如河流急流、大气运动）。

英文对照：Turbulent flow
转变（Transition）
指层流状态失稳后发展为湍流的动态过程，受雷诺数（Reynolds Number）主导。

英文对照：Transition

二、转变机制与临界条件

雷诺数（Reynolds Number, Re）是判断转变的核心无量纲参数：

$$ Re = frac{rho u L}{mu} $$

其中 $rho$ 为密度，$u$ 为流速，$L$ 为特征长度（如管径），$mu$ 为动力黏度。

临界雷诺数（Critical Re）：当 $Re > Re{cr}$（如圆管流中 $Re{cr} approx 2300$），层流失去稳定性，触发湍流转变。
扰动放大：微小扰动（如壁面粗糙度）在超临界条件下被放大，导致流动失稳。

三、实际应用与影响

工程领域
- 航空航天：机翼表面层流维持可减少摩擦阻力，降低油耗。
- 管道设计：湍流增加输运效率，但需更高泵送功率。
自然现象
大气边界层、洋流运动均涉及转捩，影响气候模型精度。

权威参考文献

流体力学基础
White, F. M. (2011). Fluid Mechanics (7th ed.). McGraw-Hill. （第5章：层流稳定性分析）

转捩机制研究
Schlichting, H., & Gersten, K. (2017). Boundary-Layer Theory (9th ed.). Springer. （第15章：转捩预测方法）

工程应用案例
NASA Technical Report: "Laminar Flow Control for Aircraft" (2019). NASA官网技术文库

环境流体力学
Kundu, P. K., & Cohen, I. M. (2015). Fluid Mechanics (6th ed.). Academic Press. （第8章：湍流与转捩）

以上内容综合经典教材与权威机构研究，涵盖流体力学原理、工程应用及环境科学关联，符合专业性与可信度要求。

网络扩展解释

层流-湍流转变是流体力学中描述流动状态从有序层流向无序湍流过渡的重要现象，其核心机制与雷诺数、流动稳定性及扰动相关。以下从多个角度进行解析：

一、层流与湍流的定义差异

层流（Laminar Flow）
- 流体质点沿平行轨迹运动，无横向混合，速度分布呈抛物线型（管中心最快，近壁处最慢）。
- 特征：低雷诺数（Re）、粘性力主导、流动稳定。例如毛细血管中的血液流动。
湍流（Turbulent Flow）
- 流体质点轨迹混乱，存在涡旋和速度脉动，能量通过多尺度涡旋传递。
- 特征：高雷诺数、惯性力主导、流动无序。例如河流急流或飞机机翼后方的气流。

二、雷诺数的核心作用

雷诺数（Re）是判断流动状态的关键无量纲参数，公式为：
$$
Re = frac{rho v L}{mu}
$$
其中，$rho$为密度，$v$为流速，$L$为特征长度，$mu$为动力粘度。

临界范围：
- 层流→湍流过渡通常发生在 $Re approx 2000-4000$（具体数值因流动条件而异）。
- 例如，圆管流动中，$Re < 2000$为层流，$Re > 4000$为湍流，中间为过渡区。

三、转变的物理机制

扰动与流动失稳
层流在受到外界扰动（如壁面粗糙度、入口波动）时，可能触发流动失稳。此时惯性力超过粘性力，形成局部涡旋。
涡体的形成与扩散
- 扰动导致流线弯曲，形成高压区和低压区，产生涡旋（涡体）。
- 当雷诺数足够高时，涡体脱离原流层进入相邻区域，引发连锁反应，最终发展为湍流。

四、工程与自然中的意义

能量损失差异
湍流的摩擦阻力远大于层流，例如输水管路设计需避免过早转变为湍流以降低能耗。
混合与传热增强
湍流的高效混合特性被应用于化学反应器设计，而层流的稳定性则用于精密仪器润滑。

五、实验观察与理论模型

雷诺实验：通过染色示踪法直观展示流动状态转变。
纳维-斯托克斯方程：描述层流运动，但湍流需结合统计模型（如雷诺平均）。

层流-湍流转变的本质是惯性力与粘性力的竞争结果，受雷诺数、扰动和流动边界条件共同影响。这一现象在航空航天、生物医学等领域具有重要应用价值。