湍流是一种多法式非定常繁杂震动，是搅扰学界百年的理论困难。

李新亮

华夏科学院力学探索所

高温气体动力学国度中心实习室探索员

探索靠山

当日议论的话题是对于湍流，咱们懂得湍流是一种特别繁杂的震动，这个震动遍及的存在于航空航天、产业临盆与天然界中。例如说大型飞机、导弹火箭，它表面的震动、带动机内的震动根本上是湍流状况存在的，像河道、海洋、大气以及世界空间内的这些震动，也时常体现为湍流状况。

湍流探索是一个百年的理论困难。难点在于这类震动是多法式、非线性、非定常的繁杂震动。从上上个世纪雷诺经过实习开展了湍流探索以来，到此刻曾经多年了，此刻湍流的困难还没有彻底处置，以至连湍流严刻的界说都没有提议来。

甚么是湍流？此刻湍流的界说是当雷诺数高到确定的水准，展现出繁杂的、非定常的、多法式的震动状况。这个表述是朦胧的，到此刻还没有严刻的数学界说。

海森堡曾经说过，当他见到天主的时分会问天主两个题目，个中的一个是相对论，其余一个题目便是对于湍流，他信任天主会给出第一个题目的谜底。言下之意是湍流这么难的东西，生怕天主都很难给出谜底。费曼曾经说过湍流是物理界结尾一个尚未处置的理论困难，在科学史上都是很罕有的困难。湍流题目一旦处置，势必大幅增进数学、物理的探索水准。

湍流的掌握方程相对对照简捷，它便是一个非线性的偏微方程，假使湍流题目获得处置，偏微方程的存在性、独一性、解的特征等题目将获得处置，有严重的数学理讲代价。

其余更为关键的是，湍流的探索有特别严重的实践运用代价。大飞机空气动力学每每要琢磨的题目是减阻降噪的题目。飞机在地面飞的时分，它的大部份阻力来自于与空气之间的磨擦阻力，而震动从层流动弹为湍流之后，磨擦阻力大幅提升，单元面积的磨擦阻力要张大到本来的5-6倍。假使也许对震动的机理施行深入的了解，进而对湍流施行掌握就也许大幅的下降湍流的阻力，大大提升飞机的经济性、燃油经济性。其余，飞机的相当一部份噪声是来自于空气的湍流噪声，假使咱们也许对湍流有正确的了解，势必也许对降噪有所冲破。

其余，对于高明声速的航天航行器，它碰到了气动热的题目。它和空气激烈的磨擦形成了特别激烈的气动加热，这个震动假使是层流的时分气动热还对照低，假使他要抵达湍流气动热，单元面积的气动加热赶紧抬高，抬高到本来的5-6倍，以至更多的倍数。因而航天空气动力学周围特别

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