窦华书 关于 Rayleigh 不稳定性 定理

invader

原帖由 周华 于 2011-4-28 09:50 发表

                               
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无粘并不等于没有相对运动和速度梯度，不是一个概念。

我没有这么说！！！

bill666

Invader 说的似乎有道理，窦华书实际上是在说明，在找“无粘理论和有粘理论的结合点”。

在这个意义上，无粘时，只有均匀流动，才是和粘性流动的抛物线剖面所对应的。也就是说，粘性抛物线剖面，在RE趋于无穷大时（NS变Euler时）的无粘极限是均匀流动。而不是一个和原来一样的抛物线剖面（尽管这个剖面也满足Euler方程）。

在自然界，（如果无粘），两平行平板间的无粘流动应是什麽流动？想想看，肯定是均匀流动 （这就是窦华书的意思吧）。

现在，我明白了，为什麽层流变为湍流后，抛物线剖面，变成扁平的剖面的原因了。

无粘流动，在两平行平板间的趋势，是均匀流动。
就是并不存在抛物线剖面的无粘流动（按DouHS的意思：也就是说无粘时，抛物线剖面是一种任意解剖面，这个任意解剖面是非物理的）。

如果抛物线剖面的无粘流动是物理的，按Rayleigh定理它不满足必要条件，它又是稳定的。
那粘性流动的剖面也是抛物线剖面，也是稳定的。
NS方程决定的粘性流动，由这2个剖面迭加而成。
即然2个剖面都是稳定的。
那麽，这个由无粘流动和粘性流动的合成的剖面，不管RE多大，就应会稳定在抛物线剖面上，何必转捩成湍流剖面那样的扁平的剖面呢？
有个问题是：粘性流剖面是线性的，而无粘流剖面是非线性的。这样方程迭加，“稳定性”是不能迭加的。这样说是否有问题？

实际上，两平行平板间的无粘流动的物理解是均匀流动 （按DouHS语）。
两平行平板间的粘性流动是抛物线剖面。
两者合在一起，就要看谁占的份额大了（就是RE了），这可能就是RE变高时，转成湍流的原因吧！

不知，大家明白我的意思没有？（整个贴子都仅是想法）

[ 本帖最后由 bill666 于 2011-4-28 09:16 编辑 ]

bill666

窦华书用粘性理论去否定无粘的瑞利定理，一定是正确的，但推导过程一定是错误的。当然，用无粘并行流去推导与无粘的瑞利定理的错误，估计窦华书发现了无粘理论是有矛盾的，但他无法回答矛盾出现的根本原因，因为至少我这个数学很差的人也发现了他的推导错误。
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回复：

说的很有道理。
用粘性理论去否定无粘的瑞利定理： 想法和做法都是对的。
但数学推导没有成功。
窦华书又说：瑞利定理，从纯数学上是正确的。数学上推翻不了。
错在哪里呢？就是，通流提出的，窦华书的核心问题。到现在也没人回答。

我上面的贴子，似乎回答了一点点。但不能服人。

通流

虽然窦华书的工作的起因是无粘理论不适合有粘的理论及其实验观察。不过窦华书的证明过程中并没有提及粘性的事情啊？

作为一个一般性的结论，说无粘的Rayleigh定理是错的，这个没有问题。不过按照这个逻辑推下去，那么定常的背景流动可能也不合适，进一步的话，不管什么流体，都是非牛顿流体，还有，必须考虑量子效应和相对论效应。那么这不就是要全面否定目前的流体力学吗？这个逻辑的问题在哪里呢？其实就是对和错的定义。不管是科学还是工程，能够提供足够精度的理论，就是对的。只是我们要搞清楚每个理论的适用范围，或者适用条件。

bill666

“前面有个网友说假设速度型是三角形的，这个到底是不是物理解。在无粘的流场里，如果总压不是均匀的，比如恰好能够使得静压保持均匀（注意速度还是三角形的），那这个平行流就会维持下去，因为能否维持平行流，关键就看y方向是否有压力梯度，静压均匀，或者说法向没有压力梯度，流线就不会发生弯曲，也就是可以保持平行流的流态。”
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周华老师的回贴是对的。即“法向没有压力梯度，流线就不会发生弯曲，也就是可以保持平行流的流态。”  怎麽形成的也是个关健。可是我还没想出怎麽去形成这个平行流的三角形剖面？还是没有答案。还是不能回答通流提出的核心问题： “窦华书的论点的核心：无粘并行流的唯一物理解是均匀流动。”

Woodland在78#贴坚持窦华书的f(U,V,p)=0这样的关系没有错。我觉的这是很有道理的。这只是表明这3个变量有一定的凾数关系。到底什麽关系，是没有说的。当V=0后，就是f(U,p)=0。就是说U,p是一起变化的。这有什麽错呢？

通流在23#贴，也是这么说的： “f（U，V，p）=0，是解的形式的一种表达，不是额外的方程。”
它表达了方程组在解在得到后，三个变量之间有一定关系。就是谁也别想独立出去。互相影响。

后来窦华书给出了 f(U,V,p)=phi(x,y)。就是说这种凾数关系在每个网点上的表达的不一样，但是U，V，p这三个变量有关系，是不能否认的。就是说其中一个的变化要有另2个来平衡（窦华书原话）。
也即   “窦华书的论点的另一核心：不可能存在一个压力常数而速度变化的无粘流场。”
若一个为常数，另一个却是变化的，这种依赖关系就没有了，是不对的。

从分子运动论和物理学来说，U和p一起变化也是对的，就是理想流体也是对的。压力没有变化，速度不可能变。反过来，速度变，压力肯定变。注意，我不是说的沿流线上的伯努力方程，我是说整个流场，也包刮了不同流线。

所以我觉的，窦华书的论点是对的。为什麽他的数学证明不成功？这说明Euler方程的解数学上是对的，但有时是非物理的。这正是窦华书的论点。 所以就不能数学来证明。
建议窦华书应该用别的方法来证明。不要靠欧拉方程。

[ 本帖最后由 bill666 于 2011-4-29 05:37 编辑 ]

通流

三角形太麻烦，来个简单的例子吧。在进口处，分成两部分，每一部分分别跟不同的气罐连接，两个气罐的压力不同。这时候，进口的总压就不是均匀的。如果更精细一点，可以设计一个格栅。格栅的密度有一个分布，这样的话，几乎可以做出任何需要的总压分布。如果符合稳定性的条件，这样的分布就可以延续下去。如果Re数足够大，在整个观察段中，流动就是平行，总压沿流线基本不变，符合无粘假设的流动。

bill666

能量梯度法应该还是很好的，建议大家都研究研究这个方法啊

我的感觉是这个能量梯度法，从名字上看就应该不违背科学规律，应该是正确的，至于为什么会与瑞利定理发生冲突，我想这可能是一个误会，在附近的能量梯度法的文章中，能量梯度法还是很好用的

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看了你在42号贴上载的窦华书的论文，觉的能量梯度法确实不错。实际上窦华书是从另一个角度推导出了Re数。这个Re数是从能量梯度得出来的，但二者又不一样。整个流场都表示为一个能量梯度的流场。
当发生湍流转捩时，对于不同的流动几何，湍流转捩的Re都是不一样的。但是，若用能量梯度表示出来，湍流转捩的最大的能量梯度参数K都一样。这说明能量梯度比Re更能说明问题，更是一个统一的标准。

为什麽它会是一个更统一的标准，还是应从机理上去理解。也就是说，湍流转捩的发生与否是由这个能量梯度参数K来决定。

uesoft

若用能量梯度表示出来，湍流转捩的最大的能量梯度参数K都一样。这说明能量梯度比Re更能说明问题，更是一个统一的标准。

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如果是真的，窦华书可以在流体力学书上留下名字了。

通流

我把窦华书的那篇论文读了一遍。虽然这个能量梯度法有一定的道理。窦华书的意思似乎是他的K相当于当地的Re，所以可能通用性好一点。他举得一些例子中也确实显示了K似乎都在380左右。不过，窦华书有很多地方就缺乏严谨的作风。举几个例子
（1）窦华书认为他的K是一个通用常数，因为K对于平板和圆管的转戾条件都在380。这样的推理也太不严谨了吧。搞科学不能这样推广观察结果的。
（2）那个很漂亮的同心圆管的稳定性中，K就变成了139了。显然跟380差了不少。

最后又随意的声称他的方法也可以用到材料等的学科。他到底了解多少那些学科啊？

我还是觉得窦华书的学术写作，有很大的自我炒作，自我吹嘘的成分。不知这是不是从高歌那里学来的。

uesoft

原帖由 通流 于 2011-5-1 11:42 发表
我把窦华书的那篇论文读了一遍。虽然这个能量梯度法有一定的道理。窦华书的意思似乎是他的K相当于当地的Re，所以可能通用性好一点。他举得一些例子中也确实显示了K似乎都在380左右。不过，窦华书有很多地方就缺乏严谨的作风。举几个例子
（1）窦华书认为他的K是一个通用常数，因为K对于平板和圆管的转戾条件都在380。这样的推理也太不严谨了吧。搞科学不能这样推广观察结果的。
（2）那个很漂亮的同心圆管的稳定性中，K就变成了139了。显然跟380差了不少。

如果是这样，只有靠他自己写书留名了。

bill666

（2）那个很漂亮的同心圆管的稳定性中，K就变成了139了。显然跟380差了不少。

最后又随意的声称他的方法也可以用到材料等的学科。他到底了解多少那些学科啊？

我还是觉得窦华书的学术写作，有很大的自我炒作，自我吹嘘的成分。不知这是不是从高歌那里学来的。
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人家窦华书那个K=380，人家说了，是只能用到平行流上。

你把同心圆管的流动，来这样说，这不明明歪曲了人家的原意吗？

我觉得，在未弄懂之前，还是少点人身攻击为好。

通流

我只好引用窦华书写的东西。
Therefore, it is
suggested that the critical value of K at turbulent transition is about 370-389 for wall-bounded
parallel shear flows which include both pressure (symmetrical case) and shear driven flows (antisymmetrical
case). These results show that the energy gradient method is universal for both
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pressure and shear driven flows.

可能他的意思就是你说的。不过，我读的时候，觉得parallel wall也适用于同心圆。如果是我写的话，也许用two walls in parallel。这样不容易产生误解。当然这个自我炒作只是我的感觉。这里是论坛，有些东西表达方法当然比较直接。就算是攻击也不是恶意的。一个理论受人攻击，也不是坏事情。我说的自我炒作也就是对某些写作风格的攻击。既然窦华书一心想干大学问，那么对于他工作的批评也会比较苛刻。从很多方面看，这也是好事。

通流

另外，如果从物理机理上来看，两个情况时，K的差别很大，也就是意味着，还有一部分物理机制还不在K中。那么这个universial for parallel flow中的universial 的用法也是不合适的。如果从局部来说，很多实际流动都可以当成parallel流动。如果把曲率也考虑进去（也就是离心力），那也许就真的变成universal理论了。这个曲率的影响也是早就有人研究了。

我说的窦华书的东西不严谨，就是他的东西光说自己的东西怎么好，而不提还有那些限制，或者说那些还不知道，需要进一步去寻求答案。换句话说，严谨就是我们党的实事求是，或者说认真二字。

uesoft

没错，世界上怕就怕认真二字，共产党就最讲认真。
不过，我看美、欧、日西方发达国家都很认真，德国人最认真，我党的鼻祖马克思就是德国人，所以共产党最讲认真。

venus

窦华书又说：“无粘流非平行流是有稳定性问题的。本人得出的无粘流非平行流失稳的必要及充分条件是涡量不为零。或者可以说是“总压的法向梯度不为零”。这是在有限扰动下，推导出的。（本人文章中有提及）【6】。”
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把“无粘流非平行流”的非平行的曲率渐渐变小就可以在物理上近似实现无粘平行流了。