Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » معادلات رينولدز-نافير-ستوكس المتوسطة (RANS)

معادلات رينولدز-نافير-ستوكس المتوسطة (RANS)

1895
  • Osborne Reynolds
مختبر القرن التاسع عشر باستخدام معادلات رينولدز-معدل رينولدز نافيير-ستوكس لتحليل ميكانيكا الموائع.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

معادلات رينولدز-متوسط رينولدز نافيير-ستوكس (RANS) هي معادلات حركة ذات متوسط زمني لسريان الموائع المضطربة. يُطلق على هذا النهج اسم رينولدز يفصل متغيّرات التدفق إلى متغيّرات التدفق إلى متوسّط ومكوّن متذبذب. تقدم عملية حساب المتوسط حدًا إضافيًا، وهو موتر إجهاد رينولدز، الذي يمثل تأثير الاضطراب ويجب نمذجته لتحقيق الإغلاق، مما يجعل عمليات المحاكاة قابلة للتطبيق حسابيًا.

الفكرة الأساسية وراء RANS هي تحلل رينولدز، حيث يتم تقسيم الكمية اللحظية إلى أجزائها المتغيرة زمنيًا والمتذبذبة. بالنسبة للسرعة، هذا هو [latex]u_i(x,t) = \\bar{u}_i(x) + u'_i(x,t) [/latex]. عندما يتم التعويض بهذا في معادلات نافيير-ستوكس ويتم حساب متوسط زمني للمعادلات فإن حد الحمل الحراري غير الخطي يولد حدًا جديدًا هو [latex] -\rho \overline{u'_i u'_j} [/latex]، والمعروف باسم موتر إجهاد رينولدز. يمثل هذا الموتر الانتقال الصافي لكمية الحركة بسبب التقلبات المضطربة.

The appearance of this unknown tensor leads to the ‘closure problem’ of turbulence: there are more unknowns than equations. To solve the system, the Reynolds stresses must be related to the mean flow quantities through a turbulence model. The most common approach is the Boussinesq hypothesis, which assumes the Reynolds stresses are proportional to the mean strain rate, introducing an ‘eddy viscosity’ or ‘turbulent viscosity’. This is analogous to how molecular viscosity relates stress to strain rate in laminar flow. Turbulence models, such as the popular k-ε (k-epsilon) and k-ω (k-omega) models, are sets of additional transport equations used to compute this eddy viscosity throughout the flow field. For example, the k-ε model solves for the turbulent kinetic energy (k) and its rate of dissipation (ε). RANS provides a good balance of accuracy and computational cost for many engineering applications, as it avoids the prohibitive expense of resolving all turbulent eddies directly.

UNESCO Nomenclature: 2205
- ميكانيكا الموائع

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • معادلات نافييه-ستوكس
  • تجارب أوزبورن رينولدز على انتقال التدفق من الصفحي إلى المضطرب
  • الميكانيكا الإحصائية ومفاهيم المتوسط ​​الزمني
  • فرضية اللزوجة الدوامة لجوزيف بوسينسك

التطبيقات

  • تصميم أجنحة وهياكل الطائرات التجارية
  • تحليل الآلات التوربينية مثل الطائرات النفاثة والتوربينات
  • التصميم الهيدروديناميكي لهياكل السفن
  • نمذجة التدفق في محركات الاحتراق الداخلي
  • تطبيقات الهندسة المدنية مثل تحميل الرياح على المباني
  • العلوم الرياضية لتحليل الديناميكا الهوائية للرياضيين والمعدات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة ب: رانس، نمذجة الاضطرابات، إجهاد رينولدز، مشكلة الانغلاق، ك-إبسيلون، ك-أوميغا، ك-أوميجا، ك-أوميجا، اللزوجة الدوامة.

السياق التاريخي

معادلات رينولدز-نافير-ستوكس المتوسطة (RANS)

1889
1890
1890
1895
1895
1896
1900
1888
1889
1890
1890
1895
1895
1899
1900

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.