紊流模型理论的发展与现状
刘美萍
（太原理工大学水利科学与工程学院，太原，030024）
摘 要：文中讨论了紊流数值模拟的发展历史、现状和趋势，比较了各类紊流模型的优缺点和适用范围。多重尺度和非线性模型正逐步应用于工程计算；大涡和直接数值模拟也取得了一些研究成果。
关键词：紊流模型；工程计算；数值模拟
中图分类号：TV131 文献标识码：B
0 前言
紊流模型理论是以雷诺平均运动方程与脉动运动方程为基础，依靠理论与经验的结合，引进一系列模型假设，建立一组描写紊流平均量的封闭方程组的理论计算方法。 模式理论的思想可追溯到100多年以前。1872年布辛涅斯克提出用涡粘性系数来模拟雷诺应力。二战前，发展了一系列所谓半经验理论，其中包括普朗特混合长理论、G.I 泰勒的涡量转移理论和冯·卡门的相似性理论等。1940年周培源教授首次建立了一般紊流的雷诺应力所满足的输运微分方程组。1951年西德的Rotta 发展了周培源所开创的工作，提出了完整的雷诺应力模式。之后紊流模型以及对各种模型的检验大量涌现。本文仅对紊流模型进行了简要回顾、评述与展望。
1 紊流基本模型
1. 1 涡粘性模型
1.1.1 基本概念
Boussinesq 于1877年提出，假设紊动应力可类比于层流的粘性应力，其并未构成紊流模型，只是提供了构造紊流模型的基础。
1.1.2 零方程模型
零方程模型中有紊流粘性模型、混合长度模型、涡量传递模型及紊动局部相似模型等。零方程模型有许多成功的应用，但存在以下缺点：①对于速度梯度为零的点，零方程模型给出该点紊流切应力为零的错误结论；②均未考虑紊动量的对流和扩散输运；③缺少通用性。
1.1.3 一方程模型
为了克服零方程模型的缺陷，人们在连续方程和Reynolds 时均方程之外，又建立了一个紊流特征量的微分方程，构成所谓的一方程模型。在工程实际中，还需采用经验或半经验公式来确定长度尺度，从而限制了一方程模型的通用性，降低了一方程模型的精度。
1.1.4 二方程模型
紊动能模型中，紊流的长度标尺由经验公式给出。对于一些特定流动，扩散作用对长度尺度的影响很大，因而长度尺度也应由微分方程给出。在紊流的工程计算中，ε-k 二方程模型应用最广[1]。ε-k 模型不仅考虑到紊动速度比尺的输运，而且考虑到紊动长度比尺的输运，因而能确定各种复杂水流的长度比尺分布。但其也存在一定的缺陷：①紊动粘性系数是各向同性的标量，无法反映应力的各向异性及由此造成的流动宏观参数的改变；②ε-k 模型是高Re 数模型，对于壁面附近低Re 数情况，方程需作相应修改。
1. 2 二阶矩封闭模型
为了考虑雷诺应力各分量的不同发展，正确计算复杂水流中雷诺应力的输运，紊流模型采用雷诺应力各个分量及紊动热(或物质)通量各分量的输运方程，称其为二阶封闭格式。
1.2.1 雷诺应力输运方程模型(RSM)
RSM放弃了涡粘性假设，与两方程模型相比，在理论上具有更好的通用性和精度。但模型要求解雷诺应力的所有分量所满足的微分方程，同时还要求解ε
k方程，从而使求
、
解的模型方程数大大增加，对计算机容量和计算费用的要求也大大增加。
1.2.2 代数应力模型(ASM)
在雷诺应力方程模型的基础上，用雷诺应力的代数关系取代其微分方程，和ε
k方
、
程构成ASM。ASM在一定程度上综台了标准ε
k模型的经济性和RSM的通用性。在有必要
、
计及体积力效应(浮力、流线弯曲、旋转等)时，ASM的优点尤为突出。
1. 3 常用紊流模型的简单讨论
上述讨论的模型对于无分离流动，如自由剪切流[2]和壁面剪切流都可以取得满意的效果；对于复杂流动，近年来许多学者在改进上述紊流模型的预报精度与适用范围等方面，开展了大量工作，取得了不少进展。
2紊流模型的修正与进展
2. 1 关于曲率修正的模型
考虑曲率修正的方法主要有两类：①修正柯莫哥洛夫-普朗特表达式中的常数，使其成为合适的水流参数的函数；②修正ε
k方程中的经验常数。
、
2. 2 近壁紊流模型
目前对近壁区的处理主要有壁面函数法、低雷诺数模型、区域模型等方法。
2.2.1 壁面函数法
紊流流核中采用高Re数ε
k模型，粘性层内不布置任何节点，把第一个与壁面相邻
-
的节点布置在旺盛紊流区域内。
2.2.2 低雷诺数模型
Jones和Launder[3]于1972年最先将ε
k模型扩展到低Re数流动，他们对高Re数
-
ε
k模型作了三方面的扩充：①控制方程中的扩散系数必须同时包括紊流扩散系数和分-
子扩散系数；②系数必须考虑Re数的影响；③在k方程中考虑壁面附近脉动动能的耗散不是各向同性的。
2.2.3 区域模型
为了克服壁面函数法和低Re数模型的缺陷，近年来发展了区域模型法。基本思想是：除了+y接近100的边壁区外，用现在的ε
-
k模型计算边壁区；在近壁区紊流动能耗散率和紊流涡粘性系数，都可以由充分模化边壁附近的粘性影响和紊流各向异性特性的代数方程来确定；外部区域是另外一部分计算区，ε
-
k模型用来模拟外部紊流区。
2. 3 多重尺度紊流模型
近年来为了改进二阶紊流模型的预报能力，人们提出了多重尺度紊流模型。最早提出多重尺度紊流模型的是Hanjalic，他提出了一个简单的多重时间模式，把整个谱划分成两部分，即包含能量的涡和耗散能量的涡，Chen和Singh不用划分能量谱的思想而提出
ε、)。了一个双尺度模型，既采用大涡即含能的尺度(ε
k)，也采用小涡即耗能的尺度(γ
、
多重尺度模型已成功地预报了圆形和平面射流，平面尾流，混台层及浮力平面和圆形射流等。
2. 4 非线性紊流模型
目前发展较成功的非线性ε
-
k模型为Speziale和Graft & Launder提出的模型。前者成功地计算出了充分发展方管中的二次流，后者有效地计算出了旋转管道流动中非线性切向速度剖面的特点。
2. 5 紊流模型中的分形
分形，最基本的意义就是指在一个很宽的尺度范围上显示自相似的物体。把分形与紊流模化相结合的一种可行方式是采用间歇模型，即Frisch等人给出的β模型。Frisch模型的关键是紊流的小尺度结构随着该尺度大小的减小，所占的空间也变得越来越小。
3 大涡模拟(LES)和直接模拟(DNS)
前面介绍的紊流模型都是经验性或半经验性的，仍然是工程设计中采用的主要方法。这些方法对于非定常紊流和复杂几何紊流（特别是分离流）的预测是很不准确的．因此发展LES和DNS很有必要。近期这方面的研究重点放在：①开展并行算法及无结构网格的LES和DNS的研究；②需要进行亚格子动力模型、近壁亚格子模型及无规则或结构网格的亚格子模型的研究。
4 结语
自Reynolds提出时间平均的S
N-方程以来，紊流模型得到了不断的发展与完善。20世纪初，紊流模型仅限于比较简单和直观的情形。二战后，随着高速计算技术的发展，近代紊流模型也发展起来，而二阶紊流模化的应用开始于60年代。至70年代ε
k模型的
-
应用已非常流行，然而大多是二维计算。在80年代，计算已扩展到三维问题，并且采用了更先进的紊流模型。90年代，采用修正的紊流模型，ASM和RSM的应用也越来越广泛。现在和最近几年紊流模化方法，最流行的可能是ε
k、ASM和RSM及它们的改进形式紊流
-
模型将继续向多重尺度和非线性化方向发展，紊流模型的研究将进入更加复杂的流动领域和复杂的流场情况。随着计算机条件的改善，LES和DNS的研究将活跃于计算流体力学界。参考文献
[1]Farzad Pourahamadi and Joseph A.C Humphrey. Prediction of curved channel flow with an
extended k-ε model of turbulence [J].AIAA Journal.1983, 21(10):1365-1373.
[2]P．Lakshminaryana Turbulence modeling for complex shear
flow[J]．AIAA.1986,24(12):1-37．
[3]Jones.W．P．and Launder.B.E．The calculation 0f Low-Reynolds-Number Phenomena with
a Two-Equation Model of Turbulence[J].Int.J.Heat Mass Transfer,1973(16):1119-1130．
作者简介：刘美萍，1969年生，，太原理工大学水利科学与工程学院，主要从事专业水利学研究，助理工程师。
[收稿日期：2008-06-04 修回日期：2008-07-25]
The development and present condition of the turbulent flow model theory
LIU Mei-ping
Abstract: This paper discusses the development process, present condition and trend of the turbulent flow numerical simulation, compares the advantage and shortcoming of different kinds of turbulent flow model. Multiple scale problems and nonlinear models are gradually applied to engineering computation. The large eddy simulation and direct numerical simulation are obtained some research results.
Key Words: turbulent flow model; engineering calculation; numerical simulation
自动控制技术与人类科技文明 Automatic Control & Human Civilization 前言 从远古的漏壶和计时容器到公元前的水利枢纽工程，从中世纪的钟摆、天文望远镜到工业革命的蒸汽机、蒸汽机车和蒸汽轮船，从百年前的飞机、汽车和电话通讯到半个世纪前的电子放大器和模拟计算机，从二战期间的雷达和火炮防空网到冷战时代的卫星、导弹和数字计算机，从六十年代的登月飞船到现代的航天飞机、宇宙和星球探测器，这些著名的人类科技发明直接催生和发展了自动控制技术。源于实践，服务于实践，在实践中升华。经过千百年的提炼，尤其是近半个世纪工业实践的普遍应用，自动控制技术已经成为人类科技文明的重要组成部分，在日常生活中不可或缺。随着新型制造业的兴起和网络信息技术的进步，自动控制技术的发展与应用将进入一个全新的时代，新的维纳和卡尔曼将陆续诞生。数风流人物，还看今朝。 1
I.前期控制(Early Control)(1400B.C. - 1900) (0)中国，埃及和巴比伦出现自动计时漏壶 (1400B.C. ~1100B.C.)。孙武著《孙子兵法》 (600B.C.) (1)秦昭王时，李冰主持修筑都江堰体现的系 西汉漏壶统观念和实践(300B.C.) 2
(2)亚历山大的希罗发明开闭庙门和分发圣水等自动装置(100年) (3)中国张衡发明水运浑象，研制出自动测量地震的候风地动仪(132年) 3
(4)中国马钧研制出用齿轮传动的自动指示方向的指南车(235年) (5)中国定向驾驶舵（1180年） （人类首台控制机构）(6)中国明代宋应星所著《天工开物》 记载有程序控制思想(CNC)的提花织 机结构图(1637年) 4
中国大陆地区电子音乐的早期创作和问题分析 中国大陆①电子音乐的专业化创作起步于20世纪80年代初起至中期,具有起步晚、发展快的特点。当时从事电子音乐创作的作曲家,基本都是中国最早接触西方现代音乐,同时也是最早接触电子音乐的作曲家。他们的整体创作风格对中国电子音乐后来的发展有着一定的影响,具有特殊的历史地位。因此,研究和总结中国电子音乐早期的创作模式,对了解中国电子音乐早期的历史、评估中国电子音乐现状、指导中国电子音乐的民族性的未来发展,无疑都具有比较重要的意义。张小夫在《对中国电子音乐发展脉络的梳理与评估》一文中将中国电子音乐的发展大体划为三个阶段:“1984—1993年,为中国电子音乐的探索与起步认知阶段;1994—20XX年,为中国电子音乐的开拓与创业积累阶段;20XX—20XX 年,为中国电子音乐的创新与全面发展阶段。”②本文所讨论和研究的内容为上述的1984—1993年这个阶段。 第二次世界大战结束之后,法国与德国相继开始电子音乐创作,与之相比,中国电子音乐的起步滞后了40余年。事实上,这种滞后不仅反映在电子音乐的创作上,也延展到了现代音乐的创作上。20世纪70年代末,当西方早已进入现代音乐创作的繁荣期时,中国新一代的作曲家对“先锋派音乐”仍知之甚少,对“电子音乐”一词更是闻所未闻。直到20世纪80年代初期,法国作曲家让·米歇尔·雅尔③(Jean Michel Jarre)的中国之旅,将盛行于西方音乐世界的电子音乐带到了中国,才掀起了一股“新潮音乐”的旋风。随后,一些中国青年作曲家开始尝试电子音乐创作,并举办了一两场以电子合成器为创作技术平台的、业内交流性质的小范围音乐会。其中,1984年9月24日在中央音乐学院举办的那场纯电子音乐会可以说标志着电子音乐创作活动进入了我国的专业音乐学院。该场音乐会的演出曲目包括谭盾的《游园惊梦》、《三月》,陈怡④的《吹打》,陈远林⑤的《女娲补天》、《昊》,朱世瑞⑥的《女神》以及当时担任中国广播艺术团作曲的周龙⑦的《宇宙之光》等8首作品。从这些早期作品中可以看出作曲家们对电子化的声音产生了极浓的兴趣,但尚缺乏对电子音乐实质的理解,还没有形成以声音元素构建作品的概念。不过,在几位中国作曲家留学西方对电子音乐做了系统、深入的学习之后,到了90年代初期,中国作曲家已经创作了几部成熟的且独具中国民族风格的电子音乐作品,例如《吟》、《太一》等。另外,1987年,武汉音乐学院作曲家刘健⑧、吴粤北⑨创办了音乐音响导演专业,1993年,旅法的张小夫回国并在中央音乐学院创办了中国现代电子音乐中心,这些事件标志着中国电
电子音乐历史发展回顾与思考 一、国外电子音乐的产生与发展 西方国家早在四十年代后期便出现了电子音乐这种新兴的音乐艺术形式，从一定程度上讲，电子音乐的辐射范围是非常广泛的，演奏上、创作上均可以采用这种手段。电子音乐作为音乐创作的新势头，在欧洲的音乐创作领域得到空前发展，与此同时，美国的音乐艺术工作者们也受到了其影响纷纷开始投身于电子音乐创作并给后人留下了大量优秀的电子音乐作品。国外电子音乐的发展历程大约经历了三个阶段。 第一阶段：磁带录音机的问世对人类文明进程起到巨大的推动作用。由于其可以根据不同需要，将音响进行快放、慢放、回放、重放等特点，美国的音乐工作者将其运用到了音乐领域。具体音乐①这一新名词是由先锋派作曲家皮埃？舍费尔提出的。具体音乐是把大自然的各种声音和其它音响采集后经过加工处理，制成可以通过录音设备播放的磁带录音。他在巴黎广播电台工作期间进行了一系列的实验。《地铁练习曲》便是他将车轮声、喷气声、汽笛声等音响拼接、剪接、录音而成。1951年至1957年间，美国哥伦比亚大学与普林斯顿大学共同建立电子音乐中心，米兰意大利广播电台音位学实验室宣布成立。日本广播电台成立电子音乐实验室，慕尼黑西门子电子音乐实验室的成立，随后华沙的波兰广播电台实验室也相继成立。世界各地的电子音乐实验室的成立为电子音乐的发展提供了有力的技术平台，极大的促进了电子音乐产业的发展。 第二阶段：电子合成器的出现给电子音乐创作注入了新的能量。第一台电子合成器是由美国rca唱片公司生产并尝试将其运用在电子音乐创作领域。计算机音乐之父马克思？马修斯在1957年发明数字音频技术，哥伦比亚大学两位工程师赫伯特·贝勒（bert baylor）和哈利·奥尔森（harry olson）在此基础上改良，研制出一台名为马克二号的电子合成器。后来电平控制合成器的问世，使得合成器被广泛的运用到了音乐创作中。1982年midi 制定方案的通过，为紧接而来的计算机音乐时代提供了坚实的技术保证。 第三阶段：计算机音乐时代。计算机音乐既为那些不仅使用计算机进行音乐创作而且其主要音响素材均来源于计算机的电子音乐作品。美国宾夕法尼亚州制造了世界上第一台计算机。随后，计算机产业迅猛发展。从1955年开始，计算机技术开始与音乐创作相结合。这套供音乐创作使用的能够产生音高和节奏的软件的出现为音乐创作提供了巨大的发展空间和实用快捷的便利条件。这些技术成果为后来发展计算机音乐的高科技手段提供了重要的资料依据。电子音乐已经成为现代生活的重要组成部分，它所经历的这三个阶段虽然至今不过几十年，但其已经被广泛的运用在电影、电视广播、唱片、等领域，成为人们音乐生活中不可或缺的一部分。 二、国内电子音乐的产生与发展 法国电子音乐作曲家米歇尔·雅尔于1981年在北京举行的电子音乐会让电子音乐活动开始进入中国。电子音乐在中国也就仅仅数十载，但取得的成绩却是令世人瞩目的。我们可以将其发展历程大致划分为三个阶段。 第一阶段：萌芽阶段。由于电子音乐创作在国内刚刚起步，对于电子音乐的创作也是属于摸着石头过河不断尝试创作的阶段。在这个阶段主要是以探索的方式在专业电子音乐创作、电子音乐的学术研究等方面进行探索，此时的中国电子音乐创作正经历着从未知到知晓的一个过程。1984年9月24日，在中央音乐学院大礼堂举办的中国第一场探索性的电子音乐会，演出了谭盾的、陈怡、陈远林等人的音乐作品。这次电子音乐会表明了作曲家们开始涉足电子音乐创作领域，对于当时处于萌芽阶段的中国电子音乐创作起到了抛砖引玉的作用。 第二阶段：成长阶段。通过萌芽阶段各方面的努力和探索，这个阶段主要是明确中国电子音乐的发展方向及创作理念，从专业电子音乐创作、电子音乐学术研究、等方面进行开拓性工作。经过萌芽阶段的作曲家们在这个阶段起到了带动作用，指导和帮助青年作曲家在创
13/2012 59 现代控制理论概述及实际应用意义 王 凡 王思文 郑卫刚 武汉理工大学能源与动力工程学院 【摘 要】控制理论作为一门科学技术，已经广泛地运用于我们社会生活的方方面面。本文介绍了现代控制理论的产生、发展、内容、研究 方法和应用以及经典控制理论与现代控制理论的差异，并介绍现代控制理论的应用。提出了学习现代控制理论的重要意义。【关键词】现代控制理论；差异；应用；意义 1.引言 控制理论作为一门科学技术，已经广泛地运用于我们社会生活的方方面面。例如，我们的教学也使用了控制理论的方法。老师在课堂上讲课，大家在课堂上听，本身可看作一个开环函数；而同学们课下做作业，再通过老师的批改，进而改进和提高老师的授课内容和方法，这就形成了一个闭环控制。像这样的例子很多，都是控制理论在生活中的应用。现代控制理论如此广泛，因此学好现代控制理论至关重要。 2.现代控制理论的产生与发展现代控制理论的产生和发展经过了很长的时期。从现代控制理论的发展历程可以看出，它的发展过程反映了人类由机械化时代进入电气化时代，并走向自动化、信息化、智能化时代。其产生和发展要分为以下几个阶段的发展。 2.1 现代控制理论的产生在二十世纪五十年代末开始，随着计算机的飞速发展，推动了核能技术、空间技术的发展，从而对出现的多输入多输出系统、非线性系统和时变系统的分析与设计问题的解决。 科学技术的发展不仅需要迅速 地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件—现代数学和数字计算机。现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。 2.2 现代控制理论的发展五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法；在1957年提出了动态规则；1959年卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观测性的新概念；1961年庞特里亚金（俄国人）提出了极小（大）值原理；罗森布洛克（H.H.Rosenbrock）、麦克法轮（G.J.MacFarlane）和欧文斯（D.H.Owens）研究了使用于计算机辅助控制系统设计的现代频域法理论，将经典控制理论传递函数的概念推广到多变量系统，并探讨了传递函数矩阵与状态方程之间的等价转换关系，为进一步建立统一的线性系统理论奠定了基础。 20世纪70年代奥斯特隆姆（瑞典）和朗道（法国，https://www.doczj.com/doc/f28509709.html,ndau）在自适应控制理论和应用方面作出了贡献。 与此同时，关于系统辨识、最优控制、离散时间系统和自适应控制的发展大大丰富了现代控制理论的内容。 3.现代控制理论的内容及研究方法 现代控制理论的内容主要有为系统辨识；最优控制问题；自适应控制问题；线性系统基本理论；最佳滤波或称最佳估计。 （1）系统辨识 系统辨识是建立系统动态模型的方法。根据系统的输入输出的试验数据，从一类给定的模型中确定一个被研究系统本质特征等价的模型，并确定其模型的结构和参数。 （2）最优控制问题 在给定约束条件和性能指标下，寻找使系统性能指标最佳的控制规律。主要方法有变分法、极大值原理、动态规划等极大值原理。现代控制理论的核心即：使系统的性能指标达到最优（最小或最大）某一性能指标最优：如时间最短或燃料消耗最小等。 （3）自适应控制问题 在控制系统中，控制器能自动适应内外部参数、外部环境变化，自动调整控制作用，使系统达到一定意义下的最优。模型参考自适应控制
K是紊流脉动动能（J）, &是紊流脉动动能的耗散率（% ） K越大表明湍流脉动长度和时间尺度越大，￡越大意味着湍流脉动长度和时间 尺度越小，它们是两个量制约着湍流脉动。 但是由于湍流脉动的尺度范围很大，计算的实际问题可能并不会如上所说的那样存在一个确切的正比和反比的关系。在多尺度湍流模式中，湍流由各种尺度的涡动结构组成，大涡携带并传递能量，小涡则将能量耗散为内能。 在入口界面上设置的K 和湍动能尺度对计算的结果影响大， 至于k 是怎么设定see fluent manual "turbulence modelling" 作一个简单的平板间充分发展的湍流流动， 基于k-e 模型。 确定压力梯度有两种方案，一是给定压力梯度，二是对速度采用周期边界条 件，压力不管！ k-epsiloi n 湍流模型参数设置：k —动能能量；epsilo n —耗散率； 在运用两方程湍流模型时这个k 值是怎么设置的呢？epsilon 可以这样计算吗？Mepsilo n = Cu*k*k/Vt% 这些在软件里有详细介绍。陶的书中有类似的处理，假定了进口的湍流雷诺 数。 fluent 帮助里说，用给出的公式计算就行。 k—e 模型的收敛问题！ 应用k—e 模型计算圆筒内湍流流动时，网格比较粗的时计算结果能收敛，但是当网格比较密的时候，湍流好散率就只能收敛到10 的—2 次方，请问大侠有没有解决的办法？ 用粗网格的结果做初场网格加密不是根本原因，更本的原因是在加密过程中，部分网格质量差注意改进网格质量，应该就会好转. 在求解标准k-e 双方程湍流模型时（采用涡粘假设，求湍流粘性系数，然后 和N—S 方程耦
决定湍流参数 在入口、出口或远场边界流入流域的流动，FLUENT需要指定输运标量的值。本节描述了对于特定模型需要哪些量，并且该如何指定它们。也为确定流入边界值最为合适的方法提供了指导方针。 使用轮廓指定湍流参量 在入口处要准确的描述边界层和完全发展的湍流流动，你应该通过实验数据和经验公式创建边界轮廓文件来完美的设定湍流量。如果你有轮廓的分析描述而不是数据点，你也可以用这个分析描述来创建边界轮廓文件，或者创建用户自定义函数来提供入口边界的信息。一旦你创建了轮廓函数，你就可以使用如下的方法： ●Spalart-Allmaras模型：在湍流指定方法下拉菜单中指定湍流粘性比，并在在湍流粘性 比之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。通过将m_t/m和密度与分子粘性的适当结合，FLUENT为修改后的湍流粘性计算边界值。 ●k-e模型：在湍流指定方法下拉菜单中选择K和Epsilon并在湍动能（Turb. Kinetic Energy）和湍流扩散速度（Turb. Dissipation Rate）之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。 ●雷诺应力模型：在湍流指定方法下拉菜单中选择K和Epsilon并在湍动能（Turb. Kinetic Energy）和湍流扩散速度（Turb. Dissipation Rate）之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。 在湍流指定方法下拉菜单中选择雷诺应力部分，并在每一个单独的雷诺应力部分之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。 湍流量的统一说明 在某些情况下流动流入开始时，将边界处的所有湍流量指定为统一值是适当的。比如说，在进入管道的流体，远场边界，甚至完全发展的管流中，湍流量的精确轮廓是未知的。 在大多数湍流流动中，湍流的更高层次产生于边界层而不是流动边界进入流域的地方，因此这就导致了计算结果对流入边界值相对来说不敏感。然而必须注意的是要保证边界值不是非物理边界。非物理边界会导致你的解不准确或者不收敛。对于外部流来说这一特点尤其突出，如果自由流的有效粘性系数具有非物理性的大值，边界层就会找不到了。 你可以在使用轮廓指定湍流量一节中描述的湍流指定方法，来输入同一数值取代轮廓。你也可以选择用更为方便的量来指定湍流量，如湍流强度，湍流粘性比，水力直径以及湍流特征尺度，下面将会对这些内容作一详细叙述。 湍流强度I定义为相对于平均速度u_avg的脉动速度u^'的均方根。 小于或等于1%的湍流强度通常被认为低强度湍流，大于10%被认为是高强度湍流。从外界，测量数据的入口边界，你可以很好的估计湍流强度。例如：如果你模拟风洞试验，自由流的湍流强度通常可以从风洞指标中得到。在现代低湍流风洞中自由流湍流强度通常低到0.05%。. 对于内部流动，入口的湍流强度完全依赖于上游流动的历史，如果上游流动没有完全发展或者没有被扰动，你就可以使用低湍流强度。如果流动完全发展，湍流强度可能就达到了百分之几。完全发展的管流的核心的湍流强度可以用下面的经验公式计算：
解决湍流的模型总计就是那几个方程，Flue nt又从工程和数值的角度进行了整理，下面就是这些湍流模型的详细说明。 FLUENT提供了以下湍流模型： ?Spalart-Allmaras 模型 ?k-e模型 —标准k-e模型 —Ren ormalizatio n-group （RNG^e 模型 —带旋流修正k-e模型 ?k-3模型 —标准k- 3模型 —压力修正k- 3模型雷诺兹压力模型大漩涡模拟模型 几个湍流模型的比较： 从计算的角度看Spalart-Allmaras模型在FLUENT中是最经济的湍流模型，虽然只有一种方程可以解。由于要解额外的方程，标准ke模型比Spalart-Allmaras模型耗费更多的计算机资 源。带旋流修正的k-e模型比标准ke模型稍微多一点。由于控制方程中额外的功能和非线性，RN&七模型比标准k-e模型多消耗10?15%的CPU时间。就像k七模型，k-3模型也是两个方程的模型，所以计算时间相同。 比较一下k◎莫型和k-3模型，RSM模型因为考虑了雷诺压力而需要更多的CPU时间。然而高效的程序大大的节约了CPU时间。RSM模型比k-e模型和k-3模型要多耗费50?60%的CPU 时间，还有15?20%的内存。 除了时间，湍流模型的选择也影响FLUENT勺计算。比如标准k-e模型是专为轻微的扩散 设计的，然而RNGk-e模型是为高张力引起的湍流粘度降低而设计的。这就是RNG莫型的缺点。同样的，RSM模型需要比k-e模型和k-3模型更多的时间因为它要联合雷诺压力和层流。 概念：1?雷诺平均：在雷诺平均中，在瞬态N-S方程中要求的变量已经分解为时均常量和变量。 相似的，像压力和其它的标量 ；（10.2-2） i「 这里??表示一个标量如压力，动能，或粒子浓度。 2. Boussinesq逼近从雷诺压力转化模型：禾U用Bouss in esq假设把雷诺压力和平均速度梯度 联系起来： +茁飞（肚+川亦）也（10 2-O） Boussinesq假设使用在Spalart-Allmaras模型、k-e模型和k- 3模型中。这种逼近方法好处是对计算机的要求不高。在Spalart-Allmaras模型中只有一个额外的方程要解。k-e模型和k-3模型 中又两个方程要解。Bouss inesq假设的不足之处是假设u t是个等方性标量，这是不严格的。
现代控制理论课程心得 摘要：从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。对于《现代控制理论》这门课程，本人选择了最为感兴趣的几个知识点进行分析，并谈一下对于学习这么课程的一点心得体会。 关键词：现代控制理论；学习策略；学习方法； 学习心得在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合, 各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。作为跨接于自然科学和社 会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的主要课程。从经典控制论发展到现代控制论，是人类对控制技术认识上的一次 飞跃。经典控制论限于处理单变量的线性定常问题，在数学上可归结为单变 量的常系数微分方程问题。现代控制论面向多变量控制系统的问题，它是以 矩阵论和线性空间理论作为主要数学工具，并用计算机来实现。现代控制论 来源于工程实际，具有明显的工程技术特点，但它又属于系统论范畴。系统 论的特点是在数学描述的基础上，充分利用现有的强有力的数学工具，对系 统进行分析和综合。系统特性的度量，即表现为状态；系统状态的变化，即为动态过程。状态和过程在自然界、社会和思维中普遍存在。现代控制论是在 引入状态和状态空间的概念基础上发展起来的。状态和状态空间早在古典动力学中得到了广泛的应用。在5O年代Mesarovic教授曾提出“结构不确定性原理” ，指出经典理论对于多变量系统不能确切描述系统的内在结构。后来采用 状态变量的描述方法，才完全表达出系统的动力学性质。6O年代初，卡尔曼(Kalman) 从外界输入对状态的控制能力以及输出对状态的反映能力这两方面提出能控制性和能观性的概念。这些概念深入揭示了系统的内在特性。实际上，现代控制论中所研究的许多基本问题，诸如最优控制和最佳估计等，都是以能能控性和能观性作为“解”的存在条件的。现代控制理论是一门工程理论性强的 课程，在自学这门课程时，深感概念抽象，不易掌握；学完之后，从工程实际抽象出一个控制论方面的课题很难，如何用现代控制论的基本原理去解决生产实际问题则更困难，这是一个比较突出的矛盾。对现代控制理论来说，首先遇到的问题是将实际系统抽象为数学模型，有了数学模型，才能有效地去研究系统的各个方面。许多机电系统、经济系统、管理系统常可近似概括为线。
理论课教案教案编号 编写教师编写日期 审核教师审核日期年月日教学班级 教学日期 课程名称流体力学泵与风机 课题：第四章流动形态与能量损失 4-5紊流沿程损失的计算4-6非圆管内沿程损失4-7局部水头损失 教学目标：1．能进行紊流沿程损失的计算。 2.掌握水力半径、当量直径的计算方法 教学重点：利用伯努利方程对实际管道进行计算； 教学难点：阻力系数的确定 教学方法：讲授法、练习法 其它说明： 时间分配教学组织1分钟小结与作业5分钟引入新课4分钟分钟讲解新课80分钟分钟 课后记事
教学内容 教学方法 [复习引入] 略。 [讲解新课] 第四章 流动形态与能量损失 §4-5紊流的沿程损失计算 一、紊流形成的过程分析 二、紊流沿程阻力系数的确定方法 1.尼古拉斯实验 2.实际管道试验曲线-莫迪图 3.各种沿程阻力系数的计算公式 §4-6非缘管内的沿程阻力损失 一、当量直径de 1、湿周χ：过流断面上流体与固体壁面接触的周界(长度) 2、水力半径R ：过流断面面积与湿周之比 圆管的水力半径 3. 当量直径 de ： 把水力半径相等的圆管直 径定义为非圆管 的当量直径，即4倍水力半径 二、几种非圆管水力半径计算 §4-7局部水头损失 一、产生原因 主流脱离边壁，漩涡区的形成是造成局部水头损失的主要原因。旋涡 区越大，旋涡强度越大，局部水头损失越大。 二、变管径的局部损失 三、弯管的局部损失 四、减小局部阻力损失的措施 [小结与作业] 1．紊流沿程阻力损失计算及阻力系数的确定； 2．非圆管当量直径的计算方法及减小局部阻力损失的方法。 讲授 讲授 举例 χ A R = 4 412d d d A R = ==ππχχ A R d e 44= =
毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 电子音乐演奏器设计 一、选题的背景和意义 选题的背景： 在这科技迅速发展的时代，单片机技术不断地深入到人们的生活中，给人们带来了许多的方便。利用它进行产品开发，不仅成本低、周期短、可靠性高，而且具有完全的知识产权。本文设计了一个基于80C51单片机，附加一些外围电路组成的电子音乐演奏器。利用KEIL编写的C语言来实现乐曲的自动播放和按键演奏的功能。再通过proteus 仿真软件画原理图，将程序导入到单片机中进行仿真电子音乐演奏器的功能，从而验证了设计目的。 选题的意义： 随着电子设计自动化技术的迅速发展，电子系统的设计技术和工具发声了巨大的改变，单片机技术的不断更新与进步给设计者带来了更加的方便。利用单片机进行产品开发，不仅集成度高，体积小，可靠性高，控制功能强，而且易扩展，性价比高。本文介绍了以Intel公司生产的80C51单片机作为控制模块。 单片机是通过利用定时器来产生各种固定频率的方波信号，也可以产生“DOU”、“LUAI”、“MI”、“FA”等音阶的各种频率的声音。本次设计中采用的是12MHZ的晶振，产生的频率信号由P1.7口输出，信号经过放大后由蜂鸣器发声。 二、研究目标与主要内容（含论文提纲） 研究目标： 基于80C51单片机设计一款电子音乐演奏器。该演奏器具有自动播放音乐和按键演奏的双重功能，同时可以通过按键来实现功能间的转换。 主要内容： 1 绪论 1.1研究现状 1.2 发展趋势
1.3 方案选择 2 电子音乐演奏器概述 2.1电子音乐演奏系统工作原理 2.2 电子音乐演奏器的功能分析 3 电子音乐演奏器硬件设计 3.1 单片机最小系统设计 3.2 发声电路设计 3.3 按键电路设计 4 电子音乐演奏器软件设计 4.1 音乐的产生 4.1.1音乐频率 4.1.2音乐节拍 4.2 软件程序设计 4.2.1主程序设计 4.2.2按键演奏程序设计 4.2.3音乐播放程序设计 5 系统调试及仿真 5.1程序在keil上的编译 5.1 Proteus软件仿真 5.2.1proteus简介 5.2.2proteus仿真 5.3 系统调试中遇到的问题以及解决方案 6 总结与展望 参考文献 附录 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 研究方法： 采用C程序在KEIL上进行编译，编译成功后将程序以.HEX格式导出。接下来用proteus仿真软件画出原理图，将所编写的.HEX格式的文件烧到单片机中进行仿真，模拟电子音乐演奏器的各种功能，以此来达到设计的目的。
电子音乐发展史 摘要：电子音乐（electronicmusic）一词是从二十世纪五十年代末期才开始流行起来的。它是专指运用有电子手段产生或修饰的声音所制作成的音乐。在电子音乐发展的这些年来，西方音乐理论也在不停地进化，先后出现了勋伯格、梅西昂等一大批音乐家，他们著作的出现，颠覆了整个西方基础音乐理论 关键词：电子音乐；西方基础音乐理论； midi；现代 虽然1876年亚历山大·贝尔（alexander graham bell）就已成功地用电波传送过第一个完整乐句，但由于电子技术水平的原因，二十世纪上半叶的电子音乐还只限于某些新发明的电子乐器和磁 带音乐；二十年代和三十年代，一些当时的音乐大师（如欣德米特和奥涅格等人）都做过这方面的尝试；五十年代以后出现了各种能够用合成的方法制造电子音响的电子综合设备，其中包含某些最重要的电子器材（如振荡器、滤声器、录音机等），并与具体音乐相结合，采用电子手段编辑各种自然音响；自八十年代始，由于个人计算机的逐渐普及，将合成器和计算机结合起来构成音乐工作站，已是很自然的事，从而为引入乐器数字化接口（midi）提供了可能。综上所述，电子音乐大体经历了最初利用阶段；早期的以电子乐器和磁带音乐为主的电子音乐，以及近期的以电脑音乐为主的计算机音乐三大阶段。 1876年，亚历山大·贝尔（alexander graham bell）发明了可
以将声音转化成电子信号的电话。在这里我们可以把1876年看作电子音乐元年。如果我们到现在都拿着两个中间穿了线的玻璃杯来作远程交流的话，那么电子遇到音乐，将还是遥遥无期的事。 紧接着在1877年，爱迪生发明留声机，尽管爱迪生的留声机只是由齿轮传动的手摇机械装置，但拿着自己发明的留声机录制的“mary had a little lamb”还是宣告了机械复制时代的来临。不管听起来是否残忍，电子音乐史本身就是部技术史，没有机器就没有电子音乐。 留声机的诞生为音响世界开辟了极其广阔的天地，如同是音乐领域内的一场革命，首先得到收益的就是音乐的欣赏方式。长久以来，人们欣赏音乐无一不需要亲临演奏现场，在聆听音乐的同时还可以领略到演奏者的风采，然而却限制了音乐的传播广度，妨碍了音乐艺术的发展。留声机的出现使这些不利因素得到了根本的改变，并且随着电子技术的逐步发达，这种改变也越来越有成效。除音乐欣赏外，一些电子技术和设备也用于音乐创作和演奏方面。 瓦雷兹早在1922年就曾预言：为创作出二十世纪的音乐，作曲家必须与电子学家合作。在他创作的《离子化》、《积分》以及《八面体》等作品中，已显示出了一些电子音乐的构思，只是由于当时电子技术的局限，表现手段的匮乏，才没能实现其原来的设想。意大利作曲家雷斯庇基在这方面的做法显得是那样直截了当。他在《罗马松树》这部作品中，用留声机在乐队演奏过程中重现夜莺的
电子音乐的发展经历了哪三个时期 电子音乐（Electronic Music）一词是从二十世纪五十年代末期才开始流行起来的，它是专指运用有电子手段产生或修饰的声音所制作成的音乐，在电子音乐发展的这些年来，西方音乐理论也在不停地进化，先后出现了勋伯格、梅西昂等一大批音乐家，他们著作的出现，颠覆了整个西方基础音乐理论。 虽然1876年亚历山大?贝尔（Alexander Graham Bell）就已成功地用电波传送过第一个完整乐句，但由于电子技术水平的原因，二十世纪上半叶的电子音乐还只限于某些新发明的电子乐器和磁带音乐；二十年代和三十年代，一些当时的音乐大师（如欣德米特和奥涅格等人）都做过这方面的尝试；五十年代以后出现了各种能够用合成的方法制造电子音响的电子综合设备，其中包含某些最重要的电子器材（如振荡器、滤声器、录音机等），并与具体音乐相结合，采用电子手段编辑各种自然音响；自八十年代始，由于个人计算机的逐渐普及，将合成器和计算机结合起来构成音乐工作站，已是很自然的事，从而为引入乐器数字化接口（MIDI）提供了可能。 综上所述，电子音乐大体经历了最初利用阶段；早期的以电子乐器和磁带音乐为主的电子音乐，以及近期的以电脑音乐为主的计算机音乐三大阶段。
1876年，亚历山大?贝尔（Alexander Graham Bell）发明了可以将声音转化成电子信号的电话，在这里我们可以把1876年看作电子音乐元年，如果我们到现在都拿着两个中间穿了线的玻璃杯来作远程交流的话，那么电子遇到音乐，将还是遥遥无期的事。 紧接着在1877年，爱迪生发明留声机，尽管爱迪生的留声机只是由齿轮传动的手摇机械装置，但拿着自己发明的留声机录制的“Mary Had a Little Lamb”还是宣告了机械复制时代的来临。不管听起来是否残忍，电子音乐史本身就是部技术史，没有机器就没有电子音乐。 留声机的诞生为音响世界开辟了极其广阔的天地，如同是音乐领域内的一场革命，首先得到收益的就是音乐的欣赏方式，长久以来，人们欣赏音乐无一不需要亲临演奏现场，在聆听音乐的同时还可以领略到演奏者的风采，然而却限制了音乐的传播广度，妨碍了音乐艺术的发展，留声机的出现使这些不利因素得到了根本的改变，并且随着电子技术的逐步发达，这种改变也越来越有成效，除音乐欣赏外一些电子技术和设备也用于音乐创作和演奏方面。
湍流量的指定方法 湍流强度I定义为相对于平均速度u_avg的脉动速度u^'的均方根。 小于或等于1%的湍流强度通常被认为低强度湍流，大于10%被认为是高强度湍流。从外界，测量数据的入口边界，你可以很好的估计湍流强度。例如：如果你模拟风洞试验，自由流的湍流强度通常可以从风洞指标中得到。在现代低湍流风洞中自由流湍流强度通常低到0.05%。. 对于内部流动，入口的湍流强度完全依赖于上游流动的历史，如果上游流动没有完全发展或者没有被扰动，你就可以使用低湍流强度。如果流动完全发展，湍流强度可能就达到了百分之几。完全发展的管流的核心的湍流强度可以用下面的经验公式计算： 例如，在雷诺数为50000是湍流强度为4% 湍流尺度l是和携带湍流能量的大涡的尺度有关的物理量。在完全发展的管流中，l被管道的尺寸所限制，因为大涡不能大于管道的尺寸。L和管的物理尺寸之间的计算关系如下： l07 L = .0 其中L为管道的相关尺寸。因子0.07是基于完全发展湍流流动混合长度的最大值的，对于非圆形截面的管道，你可以用水力学直径取代L。
如果湍流的产生是由于管道中的障碍物等特征，你最好用该特征长度作为湍流长度L而不是用管道尺寸。 注意：公式L l07 =并不是适用于所有的情况。它只是在大多 .0 数情况下得很好的近似。对于特定流动，选择L和l的原则如下：对于完全发展的内部流动，选择强度和水力学直径指定方法，并在水力学直径流场中指定L=D_H。 对于旋转叶片的下游流动，穿孔圆盘等，选择强度和水力学直径指定方法，并在水力学直径流场中指定流动的特征长度为L 对于壁面限制的流动，入口流动包含了湍流边界层。选择湍流强度和长度尺度方法并使用边界层厚度d_99来计算湍流长度尺度l，在湍流长度尺度流场中输入l=0.4d_99这个值 湍流粘性比m_t/m直接与湍流雷诺数成比例(Re_t?k^2/(e n))。Re_t在高湍流数的边界层，剪切层和完全发展的管流中是较大的(100到1000)。然而，在大多数外流的自由流边界层中m_t/m相当的小。湍流参数的典型设定为1 电子音乐的发展经历了哪三个时期 20世纪音乐技术上的一个重大革新是电子音乐的产生，即采用电子手段进行创作的音乐。第一阶段，用录音带操作技术制成的所有音乐作品。法国、德国、美国都有作曲家将自然界的声音录制在磁带上，或用录音机仿造自然界的声音，或用几台录音机制造各种声音。它根据音响来源的不同分为具体音乐和电子音乐两类。具体音乐的创始人是法国作曲家谢菲尔（1910?1995)。他在40年代末创作的一些作品，是将预先录好的自然界音响加以编排和拼凑录制而成的。谢菲尔在他的《复调音乐》一文中称这种音乐为“具体音乐”，以区别于传统音乐的抽象符号。 第一部具体的音乐作品应该是他1948年创作的《火车练习曲》。它是火车汽笛声、车轮滚动声和空气喷射声的结合和录音。电子音乐起源于科隆电台建立的电子音乐实验室，其创始人是埃米特(1897-1972)。德国电子音乐注重实验，只使用人工电子声音，拒绝电子声音，并与序列音乐技术密切相关。 代表作品有施托克豪森的《练习曲I》(1953)和《练习曲II》(1954)。第二阶段是20世纪50年代和60年代的电子合成器阶段。1959年，mark-2电子合成器在哥伦比亚大学实验室设计制造，并赠送给了哥伦比亚大学普林斯顿电子音乐中心。在20世纪60年代，电子合成器在美国的大学流行起来，并产生了一些电子音乐作曲家。 第三阶段，电脑音乐阶段。在20世纪60年代和70年代，电子计算机与电声键盘连接，产生合成音乐。后来，通过MIDI系统，作曲家 可以自由地决定和控制所有的音乐素材，直接听到作品的实际效果。计算机音乐要求作曲家掌握计算机技术，熟悉计算机语言。在构图观念、思维方式、创作手法等方面都有了很大的变化和挑战。 西方的计算机作曲家有美国的巴比特、博雷兹、兰德尔、法国的里切特等 解决湍流的模型总计就是那几个方程，Fluent 又从工程和数值的角度进行了整理，下面就是这些湍流模型的详细说明。 FLUENT 提供了以下湍流模型： ·Spalart-Allmaras 模型 ·k-e 模型 －标准k-e 模型 －Renormalization-group (RNG) k -e 模型 －带旋流修正k -e 模型 ·k-ω模型 －标准k-ω模型 －压力修正k-ω模型 雷诺兹压力模型 大漩涡模拟模型 几个湍流模型的比较： 从计算的角度看Spalart-Allmaras 模型在FLUENT 中是最经济的湍流模型，虽然只有一种方程可以解。由于要解额外的方程，标准k -e 模型比Spalart-Allmaras 模型耗费更多的计算机资源。带旋流修正的k -e 模型比标准k -e 模型稍微多一点。由于控制方程中额外的功能和非线性，RNG k -e 模型比标准k -e 模型多消耗10～15%的CPU 时间。就像k -e 模型，k -ω模型也是两个方程的模型，所以计算时间相同。 比较一下k -e 模型和k -ω模型，RSM 模型因为考虑了雷诺压力而需要更多的CPU 时间。然而高效的程序大大的节约了CPU 时间。RSM 模型比k -e 模型和k -ω模型要多耗费50～60%的CPU 时间，还有15～20%的内存。 除了时间，湍流模型的选择也影响FLUENT 的计算。比如标准k -e 模型是专为轻微的扩散设计的，然而RNG k -e 模型是为高张力引起的湍流粘度降低而设计的。这就是RNG 模型的缺点。 同样的，RSM 模型需要比k -e 模型和k -ω模型更多的时间因为它要联合雷诺压力和层流。 概念： 1.雷诺平均：在雷诺平均中，在瞬态N-S 方程中要求的变量已经分解为时均常量和变量。 相似的，像压力和其它的标量 )2 2.10('-+= i i i φφφ 这里φ表示一个标量如压力，动能，或粒子浓度。 2. Boussinesq 逼近从雷诺压力转化模型：利用Boussinesq 假设把雷诺压力和平均速度梯度联系起来： Boussinesq 假设使用在Spalart-Allmaras 模型、k -e 模型和k -ω模型中。这种逼近方法好处是对计算机的要求不高。在Spalart-Allmaras 模型中只有一个额外的方程要解。k -e 模型和k -ω模型中又两个方程要解。Boussinesq 假设的不足之处是假设u t 是个等方性标量，这是不严格的。 电子音乐概述electronic music 从广义上来说，电子乐这个词可以指很多的音乐类型，因为电子乐器的使用变的越来越普遍了，而且很多80年代后期的跳舞音乐都是电子的。然而，通常电子乐是指当它刚成形时艺术家们通过电子设备所探索出的各种独一无二的声响，以及后人们所创造出的继承这些先驱们的作品。前卫作曲家们长时间的着迷于利用先进的技术手段，创造那些前所未有的电子声响。法国作曲家Edgard Vare是这个领域的一个先驱，早在上世纪20年代就发明了自己的电子乐设备，50年代一直在实验磁带延时技术。Vare的工作极大的影响了美国前卫艺术家John Cage 和德国作曲家Karheinz Stockhausen，后两位极大的扩展了电子乐的曲式结构。然而，直到上世纪70年代，音序器和合成器变得越来越便宜和简便时，电子乐才真正的进入大众的视野。1968年，Wendy Carlos发行了一张带有迷幻性质的Bach专辑，使用Moog合成器实现了Bach的一些音乐片断。这张专辑在公众中引起了极大的反响，Stockhausen对电子乐器的推广也在德国引起了实验音乐的风潮——Krautrock(德国摇滚)。诸如Can和Neu!等乐队开始将合成器和磁带机的使用带入他们的实验，但是这场风潮中最重要的乐队还是Kraftwerk 和Tangerine Dream(橙梦)。 Kraftwerk开创了在pop中使用合成器的新观念，他们机器人般的，机械的，催眠性的形式极大的影响了20世纪几乎所有的电子乐。同时，Tangerine Dream受到简约古典作曲技法的启发，创造了一种称为space的音乐形式，顾名思义，这是一种氛围舒缓的，曰没惚的音乐。其他重要的艺人还包括Klaus Schulze，他探索了比space还要迷幻的音乐形式；Brain Eno，对于电子元素在pop中的应用有着创造性的发明和实验，可是他最出名还是他的ambient music(氛围音乐)——一种依靠合成器创造出某种环境的音乐类型。 Ambient和space音乐引发了后来的new age(新世纪)，后者强调的是一种安宁的，平和的，深邃的氛围并且旋律及其优美。Progressive electronic(激进电子乐)是new age的一个分支，它表现的是一种更加戏剧化，管弦乐使用更多的形式，从而打破了电子乐根基中的简约风格。此外，诸如synth-pop，techno和electronica等音乐形式也都在早期的电子乐基础上有了很大的创新。 电子乐常见种类 1.HOUSE(浩室舞曲) House这种音乐类型源自80年代早期盛行的俱乐部disco舞曲文化。节奏比传统音乐类型要机械并且乐曲低音部分相对更沉重。house通过大量的电子合成器表达了现代的声音，并不断融合latin soul、reggae、rap、jazz等风格。House几乎永远是不变的四分之四拍子。House 经常翻唱其他艺人的作品，以使其改变原貌成为跳跃感很强的舞曲。 在80年代末，house从芝加哥、纽约、伦敦等地下俱乐部脱影而出，这种音乐浪潮马上席卷整个流行乐坛。而同时，house也分离出很多不同的风格，如hip-house、ambient house 等。 到了90年代，house仍然保留了其独特的舞曲气质，成为最大众化的舞曲。轻松、跳跃的house遍布了整个世界的俱乐部、迪厅。 之所以称它们为HOUSE,意思就是DJ们能在房间内独立完成这类乐曲的制作的意思. 2.TECHNO(高科技舞曲) 紊流理论基础一、紊流的特点无序性：流体质点相互混掺，运动无序，运动要素具有随机性。耗能性：除了粘性耗能外，还有更主要的由于紊动产生附加切应力引起的耗能。扩散性：除分子扩散外，还有质点紊动引起的传质、传热和传递动量等扩散性能。二、紊流切应力表达式1.紊流运动要素的脉动及其时均化时间平均流速：流体质点的瞬时速度始终围绕着某一平均值而不断跳动（即脉动），这一平均值就称作时间平均流速（图6-7）。（6-14）或图6-7 紊流度N 可以表示紊动的程度：§ 脉动量的特点：脉动量的时均值为零，即。各脉动量的均方值不等于零，即2.紊流切应力紊流流态下，紊流切应力：。（6-15）矩形断面风洞中测得的切应力数据如图6-8：图6-8 说明：1）在雷诺数较小时，脉动较弱，粘性切应力占主要地位。2）雷诺数较大时，脉动程度加剧，紊流附加切应力加大，在已充分发展的紊流中，粘性切应力与紊流附加切应力相比忽略不计。3）沿断面切应力分布不同，近壁处以粘性切应力为主（称粘性底层）。a.粘性切应力τv：从时均紊流的概念出发，各液层之间存在着粘性切应力：式中: b.紊流附加切力τt: ——时均流速梯度。液体质点的脉动导致了质量交换，形成了动量交换和质点混掺，从而在液层交界面上产生了紊流附加切应力τt：的推导观看动画>> 由动量定律可知：动量增量等于紊流附加切应力△T 产生的冲量（图6-9），即：由质量守恒定律得：符号相反图6-9 由此可得二元紊流切应力表达式（6-16）注意：紊流附加切应力是由微团惯性引起的，只与流体密度和脉动强弱有关，而与流体粘性无直接关系。 3.紊流动量传递理论——普兰特混合长度理论紊流附加切应力中，脉动流速均为随机量，不能直接计算，无法求解切应力。所以1925 年德国力学家普兰特比拟气体分子自由程的概念，提出了混合长理论。a.普兰特假设：（1）不可压缩流体质点在从某流速的流层因脉动uy'进入另一流速的流层时，在运动的距离L（普1 兰特称此为混合长度）内，微团保持其本来的流动特征不变。在混合长度L1内速度增量：（2）普兰特假设脉动速度与时均流速差成比例，即：（6-17）式中: ——亦称混合长度，但已无直接物理意义。在紊流的固体边壁或近壁处，普兰特假设混合长度正比于质点到管壁的径向距离，即：（6-18）式中:k——由实验决定的无量纲常数。例如圆管层流k=0.4。y——至壁面的距离。考考你:普兰特混合长度理论借用了气体中b.紊流切应力的表达式的概念。（6-19）式中：——涡流粘度，是紊动质点间的动量传输的一种性质。η 不取决于流体粘性，而取决于流体状况及流体密度。——运动涡流粘度，不是流体的一种属性，ε 而取决于混合长度及流速梯度等紊流特性。三、紊流的基本方程对N-S方程（3-12）和连续性方程（3-9）进行时间平均即可得出紊流的时均流动方程。连续性方程（6-20）N-S 方程（x 方向）（6-21）式中：——由于脉动产生的附加法应力统称为雷——由于脉动产生的附加切应力诺应力它们是紊流传输项，也是造成紊流动量交换及质点混掺的主要原因。在紊流边界层外侧或紊流扩散中，雷诺应力远远超过粘性切应力。四、紊流流速分布1. 粘性底层，紊流核心（圆管）的概念（图6-10）粘性底层（viscous sublayer）：圆管作紊流运动时，靠近管壁处存在着一薄层，该层内流速梯度较大，粘性影响不可忽略，紊流附加切应力可以忽略，速度近似呈线性分布，这一薄层就称为粘性底层。紊流核心：粘性底层之外的液流统称为紊流核心。图6-10 2. 粘性底层a.粘性底层的流速分布由牛顿内摩擦定律（1-6）式：得（6-22）则式中：——剪切流速，或称摩阻流速。u* 结论：粘性底层中的流速随y 呈线性分布。 b.粘性底层厚度实验资料表明：当时, ，则粘性底层厚度为（6-23）式中：Re——管内流动雷诺数；——沿程阻力系数。说明:（1）粘性底层厚度很薄，一般只有十分之几毫米。（2）当管径d 相同时，随着液流的流动速度增大，雷诺数增大，粘性底层变薄。 c.圆管壁面水力特性根据粘性底层厚度δ1与管壁的粗糙度△的关系，在不同的Re流动状态下，任一圆管的壁面均可能呈现下列三种水力状态：水力光滑壁面（管）（hydraulic smooth wall）：当管内流动雷诺数较小时，粘性底层厚度δ1较大，以至于粘性底层足以覆盖全部粗糙，管壁的粗糙度△对紊流结构基本上没有影响，水电子音乐的发展经历了哪三个时期
几种湍流模型
电子音乐概述 electronic music
紊流理论基础
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