第1章 轉(zhuǎn)捩引論
1.1 轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象
1883年，雷諾第一次在實驗中觀察到在圓管水流動中存在層流和湍流兩種不同的流態(tài)!當(dāng)組合參數(shù)后來定義為雷諾數(shù)為平均流速度為管直徑，為運動黏性系數(shù)，大于一定值時，流動會從層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧�。流體運動中的這種流態(tài)轉(zhuǎn)變的物理現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象，廣泛存在于許多流動問題中。轉(zhuǎn)捩的發(fā)生與層流的不穩(wěn)定性有關(guān)!是由于層流失穩(wěn)導(dǎo)致了流動的轉(zhuǎn)捩。從層流到湍流的極為復(fù)雜的轉(zhuǎn)捩過程及研究工作的特別困難，使得這個重大的基礎(chǔ)科學(xué)問題及其在工程技術(shù)上的應(yīng)用，長期以來一直吸引著人們的高度關(guān)注。
層流向湍流的轉(zhuǎn)捩是兩種完全不同的流動形態(tài)的轉(zhuǎn)變，圖1.1展示了通過煙流法實驗所看到的層流經(jīng)過格柵后轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鞯倪^程"對應(yīng)的格柵雷諾數(shù)。由圖可以清楚地看到兩種流態(tài)的顯著差別，與規(guī)則的層流不同，湍流的流態(tài)十分紊亂，故又稱為“紊流”(日文又名“ 亂流”)。古人曰：“堆出于岸，流必湍之”（三國+李康“ 運命論”），說明了湍流是自然界中一種客觀存在的流動現(xiàn)象。