海洋湍流涡动粘度和混合长度通常说的海洋中的流动,例如风生海流、地转流和潮流等,都是指时间平均或空间平均流动而言的
流体的平均运动方程(即按时间平均的雷诺运动方程)描述了平均流的特征
这些方程同描述流体瞬时运动的方程相比,其不同在于含有附加的雷诺应力项
它们是由速度扰动的乘积经平均得到的,表征了湍流引起的动量交换效应
根据同分子粘性应力的类比,雷诺应力被表示为同平均流速的空间导数成正比的量,其比例系数称作湍流粘度或涡动粘度
涡动粘度比分子粘度大 102~1010倍
实际上,涡动粘度并不是一个物理常数,它只是流体中存在的湍流运动特征的一种表示
普朗特把湍流运动同气体分子运动论中气体分子自由路程相类比,提出了混合长度假说
它定义混合长度为一个平均距离,假定在此距离内湍流涡动不同周围的流体发生混合;并定义涡动粘度为混合长度的平方同平均流速梯度的乘积
研究固体边界附近、在贴近固体的分子粘性薄层之外的湍流运动时,普朗特又进一步假定,混合长度同所研究的流体与固体边界的距离成正比,并引入了表征固体边界粗糙程度的粗糙度参数
后来,C.G.罗斯比和R.B.蒙哥马利应用混合长度假说,导出了海洋和大气的底部边界流的速度随其与此底部的距离的对数分布和幂函数分布
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