流体力学里普兰特方程的定义:
流体力学中圆管内湍流流动速度的分布指的是湍流边界层,湍流边界层理论上看大致分三层,viscous sublayer, buffer layer, inertial sublayer,但是文献中,对于各个层的命名是各种各样。
普兰特方程具体表达方式:
以下图给出了湍流边界层各个部分的各种命名。
假设知道turbulent pipe flow的速度profile(plug flow),也知道靠近壁面会有边界层,边界层速度较核心区低,那么上图就是边界层内速度分布,坐标使用的是壁面坐标。壁面坐标的解释,基本上每一个湍流课本里都有,这里推荐‘convection heat transfer’ 第七章的推导部分,简单易懂。
那么Prandtl 是开始湍流边界层工作的先驱,主要贡献是给出了viscous sublayer 和 inertial sublayer的方程,将Y+=11.6作为分界,内部是viscous sublayer (图中蓝色细点画线),外部是inertial sublayer(图中细黄色虚线)。
一般来说,prandtl 的二弟子von karman(冯卡门)的表达更好,也是一般湍流边界层的通用标准,给出了viscous sublayer, buffer layer, inertial sublayer 三层描述。Spalding(K-E 的发明人)的描述更加适合在CFD中使用,因为只有一个方程,统一了所有的Y+范围。
Pope的那本书上有这个公式