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水利工程专业工程师资格业务考试题库
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多选题

23.紊流时均流速的表达式最常用的是()。

A
 指数公式
B
 对数公式
C
 抛物线公式
D
 线性公式

答案解析

正确答案:AB

解析:

**解析:** 在流体力学中,紊流(湍流)的时均流速分布规律与层流不同,它受到粘性底层和紊流核心区的共同影响。描述紊流时均流速分布最常用的经验公式和半经验理论公式主要有两种: 1. **对数公式(Logarithmic Law)**: 基于普朗特混合长度理论推导得出,适用于紊流核心区及过渡区。其表达式通常为 $u = \frac{u_*}{\kappa} \ln(\frac{y}{y_0}) + C$(其中 $u_*$ 为摩阻流速,$\kappa$ 为卡门常数,$y$ 为距壁面的距离)。对数律在理论上较为严谨,应用非常广泛。 2. **指数公式(Power Law / Exponential Formula)**: 这是一种经验公式,形式简单,便于工程计算。其表达式通常为 $\frac{u}{U_{max}} = (\frac{y}{R})^n$ 或 $\frac{u}{u_*} = C (\frac{yu_*}{\nu})^n$。指数 $n$ 的值随雷诺数变化而变化(例如在光滑管紊流中,常取 $n=1/7$,即著名的“七分之一定律”)。虽然其精度略低于对数公式,但在工程实践中因计算简便而被广泛使用。 **其他选项分析:** * **C. 抛物线公式**:这是**层流**流动(如圆管层流)的速度分布特征,不符合紊流规律。 * **D. 线性公式**:仅在紧贴壁面的**粘性底层**内,流速分布近似呈线性,不能代表整个紊流断面的时均流速分布。 因此,紊流时均流速最常用的表达式包括指数公式和对数公式。 **正确答案:A、B**

相关知识点:

紊流时均流速式,指数对数常用之

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