湍流强度定理和湍流发展的宏观机制

摘要：

湍流是普遍存在而至今仍未被充分理解的自然现象. 简单回顾了湍流理论的发展历史和现状, 指出以不同层次利用和不同方法探讨湍流特征和机制的必要性. 为此利用非平衡态热力学理论将Reynolds湍流和Bénard湍流统一地表述在动量湍流输送定理和湍流强度定理中. 证明了流体湍流发展的宏观原因是速度剪切效应和温度剪切效应共同作用的结果, 速度剪切效应和温度剪切效应也是湍流场相空间轨线不断拉伸和折叠的宏观原因. 并以大气实验资料证明, 湍流强度唯象系数不仅是速度剪切的函数, 还是温度剪切, 即大气热力层结稳定度的函数. 从而以实验事实证明了湍流强度定理的真实性.

关键词：湍流、非平衡态热力学、线性热力学、大气、边界层、Reynolds湍流、Rayleigh-Bénard湍流

所属期刊栏目：37

分类号：P4(大气科学（气象学）)

资助基金：国家自然科学基金40633014;40233035

在线出版日期：2007-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：272-281