
[swift current;turbulent flow;turbulence;torrent;rushing waters] 急而回旋的水流
急而回旋的水流。《楚辭·九章·抽思》:“長瀨湍流,泝 江 潭兮。”《宋史·河渠志一》:“湍流益暴,壖地益削。” 徐遲 《哥德巴赫猜想·在湍流的渦漩中》:“湍流是由許許多多的渦漩組成的。”
"湍流"是漢語中描述流體運動狀态的專業術語,指液體或氣體在流動時呈現出的不規則、雜亂且具有強烈擾動的現象。根據《現代漢語詞典》(第七版)的定義,湍流是"流體中速度、壓力等物理量隨時間與空間作隨機變化,且伴隨能量耗散的一種流動狀态",與"層流"形成對比。
從物理學角度,湍流具有三個核心特征:一是高雷諾數(計算公式為$text{Re} = frac{rho v L}{mu}$,其中$rho$為密度,$v$為流速,$L$為特征長度,$mu$為動力黏度),當雷諾數超過臨界值時會觸發湍流;二是非線性渦旋運動,流體内部産生多尺度漩渦;三是能量級聯效應,大漩渦逐級分解為小漩渦直至能量耗散。
在應用層面,湍流研究對多個領域産生關鍵影響:氣象學中解釋大氣環流異常(如台風形成)、航空航天領域優化飛行器設計、環境工程中處理污染物擴散等。《中國大百科全書·力學卷》指出,湍流研究至今仍是流體力學領域的重大挑戰,其數學模型如納維-斯托克斯方程尚未完全求解。
近義詞包括"紊流""渦流",反義詞為"層流""穩流"。該詞源可追溯至《說文解字》中"湍,疾濑也",本義為急流,後經科學術語規範化形成現代釋義。
湍流是流體力學中的重要概念,指流體運動中存在不規則渦旋、混合的複雜狀态。以下是詳細解釋:
湍流是流體在高流速下形成的不規則運動狀态,表現為流線混亂、存在多尺度渦旋和強烈混合現象,又稱“亂流”“紊流”。與之對應的是流速較低時的分層流動狀态——層流。
當流速超過臨界值(由雷諾數決定),流體從層流經過渡流轉變為湍流。雷諾數公式為: $$ Re = frac{rho v L}{mu} $$ 其中$rho$為密度,$v$為流速,$L$為特征長度,$mu$為動力粘度。
該詞最早見于《楚辭·九章·抽思》“長瀨湍流,泝江潭兮”,形容急而回旋的水流。現代物理學術語擴展了其内涵,涵蓋氣體、液體等多種流體的不規則運動狀态。
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