湍流流態(tài)發(fā)生在流速較大的情況下,其特點(diǎn)是流層內(nèi)出現(xiàn)了無(wú)數(shù)的旋渦(見圖17一2)。經(jīng)過深人的研究發(fā)現(xiàn),湍流的產(chǎn)生和發(fā)展存在著有次序的結(jié)構(gòu),稱作擬序結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)顯示,湍流的初始旋渦是以流條形式在固體壁附近形成的。在速度梯度的作用下,流條不斷地滾動(dòng)、擴(kuò)大,發(fā)展到一定大小后即迅速離開壁面上升,并對(duì)液流產(chǎn)生擾動(dòng)。最初生成的旋渦范圍很小,但轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)度很大,且在流場(chǎng)內(nèi)是不連續(xù)的,屬于小尺度旋渦。在底部流條中間還無(wú)規(guī)則地交替出現(xiàn)非湍流區(qū)。隨著小尺度旋渦上升擴(kuò)展、相互兼并,結(jié)果又出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)速度較低但范圍較大
的大尺度旋渦。在相鄰的兩大尺度旋渦間發(fā)生著運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變中,大的旋渦被攪動(dòng)分散開來(lái),形成許多小的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)。最后在翻滯力作用下,速度降低,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能損耗掉。與此同時(shí),新的旋渦又在底部形成和向上擴(kuò)展,如此循環(huán)不已,構(gòu)成圖17一2所示的湍流運(yùn)動(dòng)圖像。