
【化】 non-steady flow; unsteady flow
中文術語:非定常流
英文術語:Unsteady Flow
非定常流(Unsteady Flow)指流體運動過程中,任意空間點的流動參數(如速度、壓力、密度)隨時間發生變化的流動狀态。其數學描述需引入時間變量($t$),例如速度場可表示為 $vec{v}(x,y,z,t)$ 。
流場内物理量的變化率 $frac{partial}{partial t} eq 0$(例如 $frac{partial p}{partial t} > 0$ 表示壓力隨時間升高)。
常見于啟動/停止過程(如閥門驟啟)、周期性運動(如活塞泵)或外部擾動(風載荷作用下的橋梁繞流)。
特征 | 非定常流 | 定常流 |
---|---|---|
時間相關性 | $frac{partial phi}{partial t} | |
eq 0$ | $frac{partial phi}{partial t} = 0$ | |
控制方程 | 含非穩态項(如N-S方程中的 $frac{partial vec{v}}{partial t}$) | 可簡化時間導數項 |
在計算流體力學(CFD)中,非定常流模拟需采用瞬态算法(如瞬态RANS、LES),對湍流建模和能量傳遞研究具有核心價值。實際工程中,其分析關乎動力設備疲勞壽命(如渦輪葉片顫振)、建築風振安全等關鍵問題。
參考文獻來源:
非定常流(Unsteady flow)是指流場中任意一點的流動參數(如速度、壓力、溫度、密度等)隨時間變化的流體運動狀态。以下是詳細解釋:
非定常流的本質特征是流動參數隨時間變化。例如,流體微團經過某一點時,其速度和壓強可能在不同時刻呈現不同數值。與之相對的定常流(穩态流)則指流動參數不隨時間變化的狀态。實際工程中,絕大多數流動都是非定常的,而定常流通常是簡化後的理想模型。
根據變化速率,非定常流可分為三類:
特征 | 非定常流 | 定常流 |
---|---|---|
時間依賴性 | 參數隨時間變化 | 參數與時間無關 |
數學描述 | 需引入時間變量偏微分方程 | 僅空間變量方程 |
實例 | 卡門渦街、啟動/關閉階段的流體機械 | 穩定運行的管道流動、勻速飛行 |
如需更全面的分類或工程案例,和中的文獻資料。
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