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高等流体力学高等流体力学是研究流体运动的一门学科，涉及到流体的物理、数学和工程学知识。
在高等流体力学的研究中，我们需要了解流体的性质、流体流动的基本方程和变量，以及流体在不同条件下的行为。
在高等流体力学的研究中，我们主要关注流体穿过各种障碍物时的流动和流体的稳定性问题。
首先，我们需要了解导致流体流动的原因。
在我们的日常生活中，我们可以看到流体穿过各种障碍物时的流动，如水管中的水流、喷泉中的水流、空气穿过机翼时的流动等。
这些流体流动受到各种因素的影响，如流体的黏性、密度、速度、压力等等。
流体在不同条件下的行为是高等流体力学研究的重点。
在流体力学中，我们可以使用流体的基本方程来描述流体在不同条件下的行为。
这些方程包括连续性方程、动量方程和能量方程。
这些方程可以帮助我们理解流体在不同情况下的行为，并预测流体的运动趋势。
在高等流体力学的研究中，我们需要探讨流体流动的稳定性问题。
流体流动的稳定性是指流体流动是否会在运动中不断扰动并最终变为混沌状态。
在高等流体力学的研究中，我们需要通过分析流体在不同条件下的稳定性来预测流体流动的发展趋势。
在高等流体力学的研究中，我们还需要掌握一些数值方法和实验技术。
数值方法可以帮助我们模拟流体流动的行为，并预测流体的运动趋势。
实验技术可以帮助我们验证理论和预测，并提供流体性质和流体流动的数据。
总之，高等流体力学是一门复杂而有关键性的学科。
通过研究流体运动的基本方程和变量，以及探索流体流动的稳定性问题，我们可以更深刻的理解流体的性质和行为，并用数值方法和实验技术来验证我们的理论和预测。
在高等流体力学的研究中，有一些流体流动的现象和实际应用十分广泛。
下面我们将一一探讨。
首先，是流体的湍流流动。
湍流是流体流动的一种不稳定状态，流体在湍流状态下会出现不规则的涡旋和强烈的乱流。
湍流的出现是由于流体在高速流动或流动中受到障碍物的影响而产生的。
在许多实际应用中，如机械运动、空气动力学和海洋运动等，湍流是一个非常重要的研究对象。
实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。
二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示，取流动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式：∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管，Z 1=Z 2，则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1；在不考虑阻力损失的情况下，即Σh f =0时，若u 1=u 2, 则P 2=P 1。
若u 1>u 2 , p 1<p 2；在静止状态下，即u 1= u 2= 0时，p 1=p 2。
三、实验装置及仪器图2－2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。
水的流量由出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。
四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7，打开阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观察并记录各测压管中的液压高度。
思考：所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上？应否在同一标高上？为什么？4、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考：（1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？5、将阀全开，观察并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态，加强层流和湍流两种流动类型的感性认识；2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算；3、测定临界雷诺数。
流体力学中的层流与湍流现象研究流体力学是研究流体运动的科学，主要包括液体和气体的运动原理、力学特性以及相应的数学模型和解析方法。
在流体力学中，层流与湍流是两种不同的流动形态，它们具有不同的特点和研究方法，对于理解流体运动的规律和应用于工程实践具有重要意义。
一、层流现象的研究层流是指在管道中，流体以各层等速度平行流动的现象。
在层流中，流体分子之间的相互作用力较大，流动轨迹呈现规律性，流体分子排列整齐。
层流的运动过程可以通过牛顿第二定律和质量守恒定律进行描述和分析。
层流的研究主要关注流体分子之间的相互作用力和流动轨迹以及流动速度的分布情况。
通过分析这些因素，可以推导出层流中的流体速度分布和阻力特性，并对层流的流动规律进行数学建模和仿真模拟。
通过实验和数值模拟，可以研究层流的特性和流动现象，为工程应用提供理论依据。
二、湍流现象的研究湍流是指流体运动过程中呈现出杂乱无序的流动现象。
在湍流中，流体分子之间的相互作用力较小，流动轨迹呈现随机性和不规则性，流体分子排列杂乱无序。
湍流的运动过程无法用牛顿第二定律和质量守恒定律简单描述，通常需要较为复杂的数学工具和数值模拟方法。
湍流的研究主要关注流体分子之间的湍动能量转移和湍流边界层形成的机理。
湍流的形成与流动速度、粘度、几何形状等因素密切相关。
通过实验和数值模拟，可以研究湍流的特性和流动现象，为湍流的控制和优化提供理论依据。
三、层流与湍流的转变层流与湍流并不是完全独立的两种流动形态，而是一种连续转变的过程。
随着流体速度和粘度的变化，层流与湍流之间会发生相互转变。
在某些条件下，流体可以从层流转变为湍流，而在其他条件下，湍流也可以转变为层流。
层流与湍流的转变通常称为层流失稳过渡到湍流。
这一过程与雷诺数有关，雷诺数越大，层流失稳过渡到湍流的机会越多。
层流失稳过渡到湍流的机制很复杂，涉及流体的惯性效应、摩擦效应和压力梯度等因素。
研究层流与湍流的转变对于理解流体运动的规律和优化工程设计具有重要意义。
第1篇一、实验背景湍流作为一种复杂的流动现象，在工程、气象、环境等领域具有重要的应用价值。
为了更好地理解湍流流动的特性，本实验选取了典型的湍流模型进行分析，并通过对实验数据的处理和分析，验证模型的适用性和准确性。
二、实验目的1. 了解不同湍流模型的基本原理和适用范围。
2. 通过实验验证湍流模型在工程实际中的应用效果。
3. 分析湍流模型在计算精度和计算效率方面的差异。
三、实验设备与材料1. 实验设备：湍流测试系统、数据采集仪、计算机等。
2. 实验材料：空气、水等。
四、实验方法1. 实验一：验证湍流模型的基本原理- 采用标准K-ε湍流模型和Realizable K-ε湍流模型对一维圆管湍流流动进行模拟，并与实验数据进行对比。
- 通过对比分析，验证两种湍流模型的适用性和准确性。
2. 实验二：验证湍流模型在工程实际中的应用效果- 采用K-ε湍流模型对一维矩形管道内的流动进行模拟，分析管道内流速、湍流强度等参数的分布情况。
- 将模拟结果与实际测量数据进行对比，验证模型的工程应用效果。
3. 实验三：分析湍流模型在计算精度和计算效率方面的差异- 分别采用K-ε湍流模型、Realizable K-ε湍流模型和LES湍流模型对同一湍流流动进行模拟，对比分析不同模型的计算精度和计算效率。
五、实验结果与分析1. 实验一：验证湍流模型的基本原理- 通过对比分析，发现K-ε湍流模型和Realizable K-ε湍流模型在预测一维圆管湍流流动的流速、湍流强度等参数方面具有较高的准确性。
- 实验结果表明，Realizable K-ε湍流模型在预测湍流流动方面具有更好的性能。
2. 实验二：验证湍流模型在工程实际中的应用效果- 通过模拟一维矩形管道内的流动，发现K-ε湍流模型能够较好地预测管道内流速、湍流强度等参数的分布情况。
- 将模拟结果与实际测量数据进行对比，验证K-ε湍流模型在工程实际中的应用效果。
3. 实验三：分析湍流模型在计算精度和计算效率方面的差异- 通过对比分析，发现LES湍流模型在计算精度方面具有优势，但计算效率较低。
流体力学实验装置的流体流动湍流分析方法流体力学是研究流体在各种条件下的力学性质和运动规律的科学。
在流体力学实验中，对流体流动的湍流现象进行分析是非常重要的一项工作。
本文将探讨流体力学实验装置中流体流动湍流分析的方法。
一、流体流动的湍流现象在流体力学实验中，流体流动的湍流现象是非常常见的。
湍流是一种不规则而复杂的流动现象，其特点是流体中的速度、密度、温度等参数呈现不规则的瞬时变化。
湍流会导致流体的速度场、压力场等出现不规则的分布，使流体运动变得难以预测和分析。
二、湍流分析的基本方法在流体力学实验中，分析流体流动的湍流现象可以采用各种方法。
常用的湍流分析方法包括直接数值模拟（DNS）、大涡模拟（LES）、雷诺平均法（RANS）等。
这些方法各有特点，适用于不同的流动情况和要求。
1. 直接数值模拟（DNS）直接数值模拟是一种计算流体动力学的方法，通过数值模拟计算流体在空间和时间上的变化。
DNS方法需要考虑流场中所有长度尺度的细节，对计算资源要求较高，适用于小尺度流动情况的湍流分析。
2. 大涡模拟（LES）大涡模拟是一种通过滤波方法将湍流分解成大尺度涡和小尺度湍流的方法。
LES方法可以利用数值模拟计算大尺度涡的运动规律，通过模型计算小尺度湍流的效应。
LES方法适用于中等尺度流动情况的湍流分析。
3. 雷诺平均法（RANS）雷诺平均法是一种通过时间平均和空间平均将湍流分解成平均流场和湍流脉动的方法。
RANS方法通过求解平均流动方程和湍流模型方程，可以得到流场的平均参数。
RANS方法适用于大尺度流动情况的湍流分析。
三、实验装置中流体流动湍流分析的应用流体力学实验装置中流体流动湍流分析的方法应用广泛。
通过对流体流动的湍流现象进行分析，可以了解流场中的湍流结构、湍流能量传输规律等重要信息，为实验设计和数据处理提供依据。
例如，在风洞实验中，通过对流体流动的湍流现象进行模拟和分析，可以评估空气动力学性能、气流湍流特性等参数，为风洞实验的设计和优化提供参考。
高速流体力学中的湍流现象研究湍流是流体力学中一个复杂而普遍存在的现象，广泛应用于各个领域，包括工程、天气、海洋、环境等等。
在高速流体力学中，湍流现象对流动的影响尤为明显，研究湍流现象可以帮助我们更好地理解流体在高速流动中的行为，并设计出更有效的工程解决方案。
本文将探讨高速流体力学中的湍流现象及其研究进展。
首先，让我们来了解一下湍流的基本概念。
湍流是指在流体运动时，流速和压力等物理量的瞬时变化存在随机性和不规则性的流动状态。
相比于层流，湍流流动的速度变化更加剧烈，流动方向也更加混乱。
湍流的产生可以归因于流体运动中的惯性力和黏性力之间的相互作用。
当惯性力占主导作用时，流体会形成湍流。
在高速流体力学中，湍流现象的研究具有重要的理论和实际意义。
一方面，高速流动中的湍流现象不仅会增加能量损耗，还会导致流体中的压力和温度等物理量分布不均匀，影响流体运动的稳定性。
另一方面，湍流现象还可能引起水力或气动设备的振荡和噪声，对设备的寿命和性能造成负面影响。
因此，深入研究高速流体中的湍流现象，可以帮助我们更好地优化工程设计、提高能源利用效率和减少环境污染。
在湍流现象的研究中，数值模拟和实验是两种常用的方法。
数值模拟通过在计算机上建立湍流的数学模型，模拟流体的流动过程，可以提供湍流现象的详细信息和流场分布。
然而，数值模拟也有其局限性，比如计算所需的时间和计算资源较大，对初始和边界条件的准确性要求高等等。
因此，为了验证数值模拟结果的准确性，实验研究也是不可或缺的。
实验可以通过在实际装置或模型上测量流动参数和观察流动行为，来获取湍流的实际数据。
过去几十年来，湍流现象的研究取得了显著进展。
通过理论分析、数值模拟和实验研究，我们对湍流的理解逐渐深入。
在高速流体力学中，湍流现象的研究主要关注以下几个方面：首先，湍流传输的研究。
湍流传输是指在湍流流动中，质量、动量、能量和物质等的传输过程。
湍流传输的研究对于工业和环境领域的流体传输和能量转换有重要意义。
流体力学在机械设计中的湍流与层流研究流体力学是研究流体运动及其相关现象和力学性质的学科，在机械设计中起着至关重要的作用。
其中，湍流与层流是流体力学领域中的两个重要概念，对于理解流体力学在机械设计中的应用至关重要。
本文将围绕湍流与层流展开讨论，探讨它们在机械设计中的研究应用。
一、湍流的特点及机械设计中的应用湍流是指流体在高速流动时出现的一种不规则、紊乱的流动状态。
它的特点是速度场和压力场存在随机变化，流线混乱、流动阻力大，常伴随着能量损失和噪声的产生。
在机械设计中，湍流的研究对于减小流体阻力、提高能源利用效率至关重要。
通过研究湍流流动的特性，可以设计出减小流体阻力的机械结构，从而提高机械设备的运行效率。
二、层流的特点及机械设计中的应用层流是指流体在低速流动时出现的一种有序流动状态。
它的特点是流线整齐、流速分布均匀、流动阻力小。
在机械设计中，层流的研究对于设计流线型良好、阻力小的机械结构起着重要作用。
通过研究层流的流动特性，可以设计出流线型良好、能量损失小的机械设备，提高机械系统的工作效率。
三、湍流与层流的转换及机械设计中的应用湍流与层流之间存在一种流动转换的现象，即在一定的条件下，湍流可以转变为层流，层流也可以转变为湍流。
这种转换与流体在管道、流道等内部受到的扰动有关。
在机械设计中，研究湍流与层流之间的转换机制，可以帮助设计者优化机械结构，减小能量损失，提高机械系统的性能。
四、计算流体力学在湍流与层流研究中的应用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）是一种利用计算机模拟流体力学问题的数值方法。
在湍流与层流的研究中，CFD可以帮助研究者模拟和预测流体的运动状态、流速分布以及动力学性质。
通过CFD的应用，可以更好地理解湍流与层流现象，辅助机械设计中对流体流动的分析和优化。
五、流体力学在机械设计中的挑战与展望虽然流体力学在机械设计中有诸多应用，但是在实际应用中仍存在一些挑战。
流体力学中的流体流动和湍流问题研究流体力学是研究流体力学性质和行为的物理学分支。
其中，流体流动和湍流问题一直是流体力学研究中的重要课题。
本文将以流体力学中的流体流动和湍流问题为主题，探讨其研究现状和相关进展。
一、流体流动问题流体流动是指流体在空间中的运动。
根据牛顿运动定律，流体流动可以分为定常流动和非定常流动。
定常流动是指流体在时间上保持不变的流动状态，而非定常流动则是指流体在时间上发生变化的流动状态。
在流体流动问题的研究中，研究者通常关注流速、压力、密度等流体的宏观性质，并通过探究流体的各种特性来揭示流动的规律。
常见的流动模式有层流、分离流、回流等，它们在不同的应用领域中具有重要意义。
例如，在飞机设计中，流体流动的研究可以帮助优化机翼气动性能，提高飞行稳定性。
二、湍流问题研究湍流是流体运动中的一种非常复杂的流动形式。
它的特点是流速的各向异性和纵横比较大的速度脉动。
在湍流现象中，流体以旋涡的形式流动，造成流动的紊乱和混乱。
湍流问题一直以来都是流体力学领域研究的难点之一。
尽管湍流的数学模型非常复杂，但研究者们通过实验、数值模拟和理论探究，取得了一系列重要的研究成果。
目前，湍流问题的研究主要集中在以下几个方面：1. 湍流边界层的研究：湍流边界层是指流体在靠近固体壁面处的湍流现象。
研究者通过实验和数值模拟，揭示了湍流边界层的各种特性，如壁面粗糙度对湍流边界层的影响等。
2. 湍流动力学的研究：湍流动力学是研究湍流现象的数学模型和物理机制的学科。
研究者通过分析湍流流场的各种参数，如湍流能量谱、湍流涡旋等，揭示了湍流运动的规律。
3. 湍流的数值模拟与预测：数值模拟是湍流问题研究的重要方法之一。
研究者通过开发湍流数值模型和高性能计算方法，实现了对湍流运动的精确模拟和预测。
流体流动和湍流问题的研究对于理解自然界中的许多现象和优化工程设计具有重要意义。
在实际应用中，研究者们不断改进和创新，为各个领域带来了许多重要的应用成果。
流体力学在湍流流动研究中的应用流体力学是研究流体在力的作用下的运动和相互作用的学科。
作为一门基础学科，流体力学在科学研究和工程技术中具有重要的应用价值。
其中，湍流流动是流体力学中的重要研究领域之一，广泛应用于气候学、空气动力学、水动力学等领域。
本文将探讨流体力学在湍流流动研究中的应用。
一、湍流流动的定义及特性湍流流动是指流体运动中存在的不规则、不稳定、非线性和紊乱的流动状态。
相比于层流流动，湍流流动具有较高的速度、较复杂的流动模式和能量耗散等特点。
湍流流动的特性包括流速的波动、涡旋的出现和湍流能量的衰减等。
二、湍流流动的数学模型为了研究湍流流动，研究者发展了一系列基于流体力学原理的数学模型。
其中最常用的是雷诺平均法和大涡模拟法。
1. 雷诺平均法（Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equations，RANS）雷诺平均法是一种基于统计平均原理的湍流模型。
在该模型中，通过对流体运动进行时间平均和空间平均，将湍流的快速变化部分平均掉，得到连续性方程、动量方程和能量方程等平均方程。
通过求解这些平均方程，可以获得湍流流动的平均速度和平均压力等信息。
2. 大涡模拟法（Large Eddy Simulation，LES）大涡模拟法是一种直接模拟湍流流动的方法，不需要进行时间和空间平均。
在该模型中，通过求解原始的Navier-Stokes方程，忽略小尺度湍流现象（也称为亚格子尺度），只考虑大尺度的涡旋结构对流体运动的影响。
通过对这些大尺度涡旋的模拟，可以获取湍流流动的更加精细的信息。
三、湍流流动的研究应用湍流流动的研究应用涵盖了多个领域，下面将具体介绍其中的几个方面。
1. 汽车空气动力学研究在汽车设计中，了解车辆周围的空气流动状态对提高车辆性能和降低空气阻力非常重要。
湍流流动的应用可以帮助研究者分析车辆在高速行驶时产生的湍流现象，通过改变车身的设计和流体力学参数优化车辆的空气动力学性能。
流体力学中的湍流现象研究流体力学是一门研究流体运动行为的学科，而湍流现象是流体力学中一个重要的研究领域。
湍流在自然界和工程领域中普遍存在，并且对于人类生活和工业生产具有重要的影响。
本文将探讨湍流的定义、特性以及在工程、气象和自然现象中的应用。
一、湍流的定义与特性湍流是指流体在流动过程中出现的混乱、不规则和不可预测的现象。
相对于平稳的层流，湍流具有明显的特点。
首先，湍流的速度分布是不均匀和变化的，存在旋涡结构和涡旋交叉现象。
其次，湍流具有广谱的频率分布，涵盖了各个时间和空间尺度。
此外，湍流还表现出输运性、扩散性和混合性等特性。
湍流现象的研究对于理解流体运动的本质、优化流体系统和预测流体行为至关重要。
湍流的起源和演化过程是学界研究的热点之一。
通过数值模拟、实验观测和理论分析，人们逐渐认识到湍流现象的复杂性和多样性。
湍流的统计规律性是湍流研究的一个基本问题，在此基础上发展了湍流模型和湍流参数化方法，为工程实践提供了重要的参考。
二、湍流在工程中的应用湍流在工程中具有广泛的应用，如航空、船舶、汽车和能源等领域。
首先，湍流的流阻现象对于飞行器、船舶和汽车等交通工具的气动性能具有重要影响。
通过研究湍流的形成机理和减阻技术，可以降低阻力，提高运输效率。
其次，湍流的传热特性对于热交换器、核反应堆和电子器件等热工设备的设计和优化至关重要。
湍流的热传递能力强，利用湍流的混合性和扩散性可以提高传热效率。
此外，湍流还与能源相关，如湍流发电、湍流喷射燃烧等技术具有广阔的应用前景。
三、湍流在气象中的应用湍流在气象研究中也具有重要意义。
气象湍流主要分为大气湍流和海洋湍流两个层面。
大气湍流是指大气运动中存在的不规则、混沌的现象，如气象现象中的涡旋和湍旋。
湍流在大气中的形成与大尺度波动相互作用密切相关，如温度梯度、地形和大气不稳定性等因素都会引发湍流。
海洋湍流是指海洋中发生的混沌不规则流动现象，如洋流中的涡旋和湍旋。
湍流对于气候模拟和天气预测具有重要影响，通过研究湍流现象可以提高气象预报的准确性和时间范围。
高等流体力学湍流调研报告学生姓名：**********学号：**********专业班级：**********2015年 12月1日前言自1839年G.汉根在实验室中首次观察到由层流向湍流的转变现象以来，对湍流的研究已有近两百年历史，但由于湍流流动的复杂性，至今仍存在一些基本问题亟待解决。
但从检索有关湍流文章过程中发现，绝大多数文章均是介绍有关湍流的数值模拟问题，鲜有文章报道关于湍流理论的基础研究。
一方面的原因是由于湍流理论研究其固有的困难性，我想还有另一方面的原因便是当今学术界乃至整个社会风气的浮躁。
物欲横流金钱至上的社会风气下，Paper至上的学术氛围下，基础学科的发展及基础理论的研究深受其害。
基础研究学者得不到应有的精神上、物质上的尊重，青年科学家为了将来的发展避开基础学科，中年科学家为了避免家庭经济上的负担放弃理论研究，当今只有部分老一辈的科学家坚持着自己的原则和理想，我想这也是他们为什么仍是我国科学技术发展中流砥柱的原因吧。
纵然如今之风气已被众多学者所诟病，但已根深蒂固，不可能将之迅速扭转，当下应从政策上给予基础研究支持和鼓励，予现行之风以纠正，方可促我民族之复兴。
在前任上海交通大学校长谢绳武先生给杨本洛先生《湍流及理论流体力学的理性重构》[1]一书的序中以及施红辉先生《湍流初级教程》[2]的前言中均提到切实支持原创性基础研究的重要性。
本文首先查阅文献了解了湍流的定义，以及人们目前对湍流的认识；然后通过调研梳理了湍流理论的发展过程；最后，就湍流的数值模拟极其未来的发展方向做了简要介绍。
一、湍流的定义什么是湍流？查阅相关书籍、论著，关于湍流的论述相当多的部分是从1883年Reynolds的圆管内流动实验引出的，通过实验观察，给出了湍流的描述性定义：湍流是复杂的、无规则的、随机的不定常运动。
随后详细说明了湍流的一些主要特征，包括其扩散性、耗散性、大雷诺数、记忆性、间歇性等等，但对湍流严格意义的科学定义没有叙述，我想这也是湍流能成为跨世纪难题的一个反映吧。
从各论著的叙述来看，随着湍流理论的发展，湍流的定义是不断修正和补充的，19世纪初，湍流被认为是完全不规则的随机运动，Reynolds称之为“波动”[3]，首创统计平均法描述湍流运动；1937年，Taylor 和von Karman则认为湍流是一种不规则运动，于流体流过固壁或相邻不同速度流体层相互流过时产生；Hinze认为湍流除了不规则运动外，其各个量在空间、时间上具有随机性；我国著名科学家周培源先生则主张湍流为一种不规则的涡旋运动；自20世纪70年代开始，很多学者又指出湍流不是完全的随机运动，其存在一种可以被检测和显示的拟序结构。
由清华大学出版社出版，林建忠等人编著的《流体力学》[4]一书中提到，目前大多数学者的观点是：湍流场有各种大小和涡量不同的漩涡叠加而成，其中最大涡尺度与流体环境密切相关，最小涡尺度则由粘性确定；流体在运动过程中，涡旋不断破碎、合并，流体质点轨迹不断变化；在某些情况下，流场做完全随机的运动，在另一些情况下，流场随机运动与拟序运动并存。
值得一提的是，杨本洛先生所著的《湍流及理论流体力学的理性重构》一书中从形式逻辑考虑，对湍流的本质，包括其物理本质、物理机制、形式特征做了论述，并提出一切宏观物质总是粒子的（宏观力学中基本假设之一是连续介质假设），认为流体是大数粒子的集合，湍流研究困难的本质在于基于微分方程所表现的连续宏观表象与宏观流体的粒子本质之间存在的根本矛盾，著作中含有大量的逻辑讨论及哲学层次的思考。
二、湍流理论发展简史1839年，G.汉根在实验中首次观察到流动由层流到湍流的转变，这便揭开了湍流这一科学难题的第一幕。
在其后百余年的理论发展中Reynolds、Prandtl、von Karman、Taylor、Kolmogorov、Landau、Heisenberg、Onsager、Chandrasekhar、Hopf、周培源、李政道、林家翘、谈镐生等如雷贯耳的大师们纷纷登上这一广阔的舞台，在湍流的金色大厅里演绎他们的妙想奇思，上演了一场科学史上的神话。
1883年，Reynolds在圆管水流实验中找出了层流过渡到湍流的条件，即正确的从实验归纳出一个判别湍流和层流的无量纲特征数——雷诺数；1886年雷诺把瞬时风速分解为平均风速和叠加在上面的湍流脉动速度两部分，提出了Reynolds平均法和湍流粘性力（雷诺应力）的概念；1894年，Reynolds从Navier-Stokes方程出发得到了Reynolds方程。
Boussinesp，湍流理论的另一位先驱，他与Reynolds的观点不同，认为湍流是一群杂乱无章的涡团运动的表现，并首先提出了涡旋粘性的概念。
1915年，Taylor提出了研究大气湍流微结构的统计理论，提出涡旋强度在湍流交换过程中在一定距离内保持不变。
1920年，数值天气预报的创始人Richardson研究了大气温度分布对湍流的影响。
两年后他又发现了湍动能级串过程：大尺度涡流脉动犹如一个很大的蓄能池，它不断从外界获得能量并输出给小尺度涡能量；小尺度湍流就像一个耗能机械，从大尺度湍流涡输出来的动能在这里全部耗散掉，流体的惯性犹如一个传送机械，把大尺度脉动传给小尺度脉动。
流动的雷诺数越大，蓄能的大尺度和耗能的小尺度之间的惯性区域越大。
关于级串理论还流传着一首诗：大涡用动能哺育小涡，小涡照此把儿女养活。
能量沿代代漩涡传递，但终于耗散在粘滞里。
1925年，Prandtl在这基础上提出了混合长度的概念，得出边界层内风速随高度变化的规律：在对数坐标中呈线性增长。
在大气边界层中，此结果被许多实验所证实。
1927年，Dryden和Kuethe研制成功了世界上第一台有电子管补偿线路的热线风速仪，为湍流实验研究提供了有效的测量手段。
1930年，von Karman提出相似性假定理论[5]，解决特征长度与时均流速场间的关系：①除了靠近壁面区域外，湍流机理与液体的粘滞性无关；②脉动流速场中各点附近的局部情况在统计上是彼此相似的，仅长度比尺和时间比尺不同。
1932年，Taylor提出涡量转移理论。
Taylor认为，由于压强的脉动必然产生局部压差，在局部压差的影响下在湍流交换过程中动量很难保持不变，而涡旋强度可能保持不变。
虽然这一假定基于二元紊流提出，但Taylor认为，假定涡旋强度不变要比假定动量不变要合理。
1934 年，王竹溪先生在周培源先生的指导下发表了我国最早的一篇湍流论文《旋转体后的湍流尾流》。
“Turbulence”的中文译名“湍流”也是王竹溪先生最早提出来的。
1935年，Taylor提出了一个和气体分子运动论相当的湍流概念——均匀各向同性湍流。
他还讨论了均匀各向同性湍流中的关联函数，定义了Taylor微尺度的表征湍流细微结构的尺度λ，还首次得到湍流衰变规律。
1938年，Taylor首次引入了能谱的概念。
1938年，von Karman和Howarth把Cartesian张量引入不可压缩流体的均匀各向同f r和三阶速度相关性湍流理论中，简化了Taylor的计算，并得到了二阶速度相关矩() k r的表达式以及它们各自的分量之间的关系式，即著名的Karman-Howarth方程。
矩()1940 年，周培源先生在中国物理学报上发表了他最早的湍流论文《论雷诺求似应力的方法的推广和湍流的性质》。
他在这篇文章中首次提出除了雷诺平均运动方程以外，还要研究湍流脉动运动方程，并给出了雷诺应力所满足的动力学方程，从而构成了湍流模式理论的奠基性工作。
他的这篇文章的另一个贡献是首次提出了四元速度关联用二元速度关联表示的一个假设，与此后不久前苏联科学家密林奥希可夫提出的假设类似。
国际上很久不知道周培源先生的工作，直到九十年代经Lumley指明，才将首创权归于周培源先生[6]。
1941年，世界著名数学力学家、概率论大师Kolmogorov在Taylor的均匀各向同性理论基础上提出了局地均匀各向同性统计理论。
证明了充分发展的湍流运动满足从物理学一般规律得出的简单定律，而且这些定律对于Reynolds数充分大的湍流运动是普适的。
Kolmogorov基于对湍流机制的物理考虑及量纲分析，导出了结构函数“2/3”定律。
同期，他的学生Obukhov利用速度场的能谱来描述湍流并得到了谱的“-5/3”定律。
这两个定律在数学上是等价的。
1944年，Landau提出了关于湍流发生的著名理论——“Landau猜想”。
Landau在线性理论基础上提出了湍流发生的非线性理论。
但在1988年，Gleick通过实验证明了“Landau猜想”是错误的。
1948年，Heisenberg推广了Taylor的能谱理论，他把量子物理学中常用的三维能谱引入湍流研究，并提出了在波数空间中封闭湍流方程的模式理论——Heisenberg理论。
1949年Batchelor和Townsend发现湍流大尺度涡在时间上的运动是不连续的，而是存在着间歇性，这正是Kolmogorov标度律存在缺陷的原因之一。
但其背后的机理至今无法探明。
1952年，数学家Hopf根据湍流脉动场的随机性质，引进脉动速度场的分布泛函，然后从N-S方程和连续性方程出发，推导得出了一个对特征泛函为线性积分、微分方程，即著名的“Hopf方程”。
1958-1961年，Kraichnan把处理非线性随机系统的一般方法应用到湍流研究中，开创了当代湍流统计动力学理论。
他提出的湍流的直接相互作用理论（D.I.A.理论,1959）在等离子体湍流和地球流体湍流研究等方面取得了很好的成果。
1959年，根据高Reynolds数下湍流中存在着间歇性，Landau首先对Kolmogorov 原来的湍流团提出了质疑，即“Landau质疑”。
1962年，Kolmogorov接受了Landau的建议，并与他的学生Obukhov在JFM同一期上发表论文试图修正他们过去的理论。
他们在文中提出了现在人们称之为“Kolmogorov第三假设”的局地各向同性湍流的补充假设。
1963年，Lorenz发现奇怪吸引子，将流体力学方程取近似，得到了所谓的Lorenz 方程[7]。
1967年Kline和他在Stanford大学的同事采用氢泡技术显示了湍流边界层内的大尺度涡的拟序结构。
1991年由Robinson绘制出了湍流边界层的猝发图形。
1968年，Tennekes提出了可以解释湍流间歇性的涡管模型。
1970年，Orszag提出准正则近似理论。
1971年，Kraichnan提出湍流的试验场模型。
1974年，Mandelbrot加权凝聚理论（weighted curdling），首次考虑了湍流的多重分形结构；Frisch等人提出Markov随机耦合模型；Lewis和Tsuge等人引进所谓超系综和次系综两种平均方法，推出了广义的Boltzmann方程来描述流体的湍流运动，建立了湍流的分子动力学理论；Brown和Roshko在混合层中用光学阴影法得到了湍流拟序涡的图像。
