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流体力学中的湍流强度（turbulence intensity）
一、定义
湍流强度（turbulence intensity）也被称为湍流级（turbulence level），被定义为：
I ≡ u ′ U I \equiv \frac{u’}{U} I≡Uu′
其中， u ′ u’ u′ 表示湍流速度波动的均方根， U U U表示平均速度（即雷诺平均得到的平均速度，见博文“流体动力学中的雷诺平均（Reynolds averaging ）”）。
如果湍流能量 k k k已知，那么 u ′ u’ u′能被计算为：
u ′ ≡ 1 3 ( u x ′ 2 + u y ′ 2 + u z ′ 2 ) = 2 3 k u’ \equiv \sqrt{\frac{1}{3} \, ( u_x’^2 + u_y’^2 + u_z’^2 )} = \sqrt{\frac{2}{3}\, k} u′≡31(ux′2+uy′2+uz′2)=32k
U U U可以通过三个平均速度分量 U x U_x Ux, U y U_y Uy和 U z U_z Uz计算获得：
U ≡ U x 2 + U y 2 + U z 2 U \equiv \sqrt{U_x^2 + U_y^2 + U_z^2} U≡Ux2+Uy2+Uz2
二、湍流强度估计
| 1. 高湍流情况（High-turbulence case) |
|---|
| 复杂几何形状（如热交换器）内的高速流动和旋转机械（涡轮机和压缩机）内的流动。通常，湍流强度在5%和20%之间。 |
| 2. 中度湍流情况（Medium-turbulence case） |
|---|
| 在不复杂的装置中的流动，比如大型泵中，通风流动等，或者低速流动（低雷诺数数）。通常，湍流强度在1%到5%之间。 |
| 3. 低强度湍流情况(Low-turbulence case) |
|---|
| 源自如汽车、潜艇和飞机上的外部流动。非常高质量的风洞也可以达到非常低的湍流水平。通常，湍流强度非常低，远低于1% |
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