明渠流量计对工程问题而言, 最为行之有效的方法属于湍流模式理论, 这种理论为解决工程实际问题提出, 其本身的发展又对湍流的研究产生了深远的影响. 近年来计算机技术的发展使得计算的时间大大缩短,为湍流模型的应用提供了前提条件.湍流结构的研究和不断完善带动了人们对明渠中流动结构的了解, 对二维湍流而言, 其关键问题归结为对湍流切应力的处理, 在1925 年提出动量传递理论以及后来提出的自由剪切层模型、泰勒的涡量传递理论以及卡门的湍流局部相似理论等均通过混和长度将湍流粘性系数与平均流场联系起来, 这些统称为零方程模型. 其中,混掺常数理论被人们所广泛接受, 并与实测资料符合较好. 从混掺长度理论出发, 可以得到著名的对数流速分布公式、指数分布公式以及尾数分布公式等.但是这些模型仅仅表示速度随着与河床的垂向距离单调地增长, 而没有考虑到最大速度通常发生在水的表面下. 由于明渠流量预测有要求时间短、计算量不大的特点, 许多水利公式都是在零方程假设的前提下得到的. 在零方程模式的基础上, 增加两个湍流量的偏微分方程, 然后作适当的假设使方程封闭形成了“2”方程模式. 在所有的“2”方程模型中k2E模型应用最为普遍, 另外雷诺应力模型、代数应力模型在流量计算中也得到了一定的应用, 然而三维模型需要大量的时间来演算, 并大量的经验常数使得这些模型对工程任务来讲并不是特别的有用,还处于实验阶段, 有待进一步的探索.

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