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1、结构风工程数值模拟理论2. 1.大气边界层理论在流体力学中，系统是指某一确定流体质点集合 的总体。系统以外的环境称为外界。分隔系统与外界 的界面，称为系统的边界。系统通常是研究的对象， 外界那么用来区别于系统。系统将随系统内质点一起运 动，系统内的质点始终包含在系统内，系统边界的形 状和所围空间的大小可随运动而变化。系统与外界无 质量交换，但可以有力的相互作用，及能量（热和功） 交换。控制体是指在流体所在的空间中，以假想或真 实流体边界包围，固定不动形状任意的空间体积。包 围这个空间体积的边界面，称为控制面。控制体的形 状与大小不变，并相对于某坐标系固定不动。控制体 内的流体质点组成并非不变的
2、。控制体既可通过控制 面与外界有质量和能量交换，也可与控制体外的环境 有力的相互作用。2. 2湍流模型湍流是自然界广泛存在的流动现 象大气、海洋环境的流动，飞行器和船舰的绕流, 叶轮机械、化学反响器、核反响器中的流体运动都是 湍流。湍流流动的核心特征是其在物理上近乎于无穷 多的尺度和数学上强烈的非线性，这使得人们无论是 通过理论分析、实验研究还是计算机模拟来彻底认识 湍流都非常困难。回顾计算流体力学的开展，特别是 活跃的20世纪80年代，不仅提出和开展了一大批 高精度、高分辨率的计算格式，从主控方程看相当成 功地解决了欧拉方程的数值模拟，可以说欧拉方程数 值模拟方法的精度已接近于它有效使用范围的极限； 同时还开展了一大批有效的网格生成技术及相应的软 件，具体实现了工程计算所需要的复杂外形的计算网 格;且随着计算机的开展，无论从计算时间还是从计算 费用考虑，欧拉方程都已能适用于各种实践所需。在 此基础上，20世纪80年代还进行了求解可压缩雷诺 平均方程及其三维定态粘流流动的模拟。20世纪90 年代又开始一个非定常粘流流场模拟的新局面，这里 所说的粘流流场具有高雷诺数、非定常、不稳定、剧 烈别离流动的特点，显然需要继续探求更高精度的计 算方法和更实用可靠的网格生成技术。但更为重要的 关键性的决策将是,研究湍流机理，建立相应的模式， 并进行适当的模拟仍是解决湍流问题的重要途径。