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湍流的意思、湍流的详细解释

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湍流的解释

[swift current;turbulent flow;turbulence;torrent;rushing waters] 急而回旋的水流

详细解释

急而回旋的水流。《楚辞·九章·抽思》:“长瀨湍流,泝 江 潭兮。”《宋史·河渠志一》:“湍流益暴,壖地益削。” 徐迟 《哥德巴赫猜想·在湍流的涡漩中》:“湍流是由许许多多的涡漩组成的。”

词语分解

专业解析

"湍流"是汉语中描述流体运动状态的专业术语,指液体或气体在流动时呈现出的不规则、杂乱且具有强烈扰动的现象。根据《现代汉语词典》(第七版)的定义,湍流是"流体中速度、压力等物理量随时间与空间作随机变化,且伴随能量耗散的一种流动状态",与"层流"形成对比。

从物理学角度,湍流具有三个核心特征:一是高雷诺数(计算公式为$text{Re} = frac{rho v L}{mu}$,其中$rho$为密度,$v$为流速,$L$为特征长度,$mu$为动力黏度),当雷诺数超过临界值时会触发湍流;二是非线性涡旋运动,流体内部产生多尺度漩涡;三是能量级联效应,大漩涡逐级分解为小漩涡直至能量耗散。

在应用层面,湍流研究对多个领域产生关键影响:气象学中解释大气环流异常(如台风形成)、航空航天领域优化飞行器设计、环境工程中处理污染物扩散等。《中国大百科全书·力学卷》指出,湍流研究至今仍是流体力学领域的重大挑战,其数学模型如纳维-斯托克斯方程尚未完全求解。

近义词包括"紊流""涡流",反义词为"层流""稳流"。该词源可追溯至《说文解字》中"湍,疾濑也",本义为急流,后经科学术语规范化形成现代释义。

网络扩展解释

湍流是流体力学中的重要概念,指流体运动中存在不规则涡旋、混合的复杂状态。以下是详细解释:

一、基本定义

湍流是流体在高流速下形成的不规则运动状态,表现为流线混乱、存在多尺度涡旋和强烈混合现象,又称“乱流”“紊流”。与之对应的是流速较低时的分层流动状态——层流。

二、物理特征

  1. 运动随机性:流体微团在横向和反向均有快速脉动,轨迹紊乱。
  2. 能量传递高效:动量、热量传递速率比层流高数个量级。
  3. 多尺度涡旋:流体分裂成大小不一的涡旋,形成复杂多尺度结构。

三、形成条件

当流速超过临界值(由雷诺数决定),流体从层流经过渡流转变为湍流。雷诺数公式为: $$ Re = frac{rho v L}{mu} $$ 其中$rho$为密度,$v$为流速,$L$为特征长度,$mu$为动力粘度。

四、应用领域

  1. 气象学:大气中湍流普遍存在,影响飞机飞行安全和天气预测。
  2. 工程领域:涉及水利工程(如泄洪道设计)、航空航天(机翼绕流分析)等。

五、优缺点

词源与文学引用

该词最早见于《楚辞·九章·抽思》“长瀨湍流,泝江潭兮”,形容急而回旋的水流。现代物理学术语扩展了其内涵,涵盖气体、液体等多种流体的不规则运动状态。

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