湍流是个物理问题吗，为什么？

在生物物理中，湍流也是一个重要概念。除了关于生物体的研究涉及到湍流（譬如血液的黏度和湍流的关系及其对生物体的影响），生态系统中的种群行为也会表现出湍流的特征。在下面的两幅图中，第一幅图出自一篇流体力学论文，反映的是 一段湍流的持续时间／两段湍流的间隔时间 和雷诺数的关系；第二幅图出自一篇生物物理论文，反映的是一个被捕食种群的 生存时间／两次爆发增长的间隔时间 和该种群繁殖率的关系。可以看出，两者惊人地相似。

湍流为什么成为物理难题_湍流为什么成为物理难题呢

2016年的诺贝尔物理学奖颁给了拓扑相变方面的研究，而这一研究与超流（superfluid）问题相关（具体内容详见问题2016 年诺贝尔物理学奖「拓扑量子相变」具体是在研究什么？目前在国内外的应用进展如何？）。所谓超流，是黏度（visocsity）为零的流体，因此也极易形成量子湍流。下图显示了3维超流中的涡旋结构；有意思的是这种结构与宇宙弦（coic string）具有相同的数学性质，于是这又与引力物理、宇宙学关联起来了。Reggeon field theory中通过有向渗透（Directed percolation）这一概念，将湍流与粒子散射联系在一起。我对这方面了解有限，有兴趣的同学可以移步Directed percolation and Reggeon field theory继续阅读。

我有理论。在反相吧的交流至交流24，计24篇关于统一场理说的帖子中已经说过，还有说法的。

湍流是个物理问题吗？

湍流又称紊流，顾名思义，它是一种很不规则的流动现象。湍流是由无数不规则的，不同尺度的涡流相互掺混地分布在流动空间。流动中任一点的速度、压力等物理量都随时间而瞬息变化，不同空间点上有不同的随时间变化规律。这是湍流与层流的主要区别。在经典的湍流理论中，把湍流中的各物理量看成是随时间和空间变化的随机变量。湍流模式理论或简称湍流模型。湍流运动物理上近乎无穷多尺度漩涡流动和数学上的强烈非线性，使得理论实验和数值模拟都很难解决湍流问题。虽然N-S方程能够准确地描述湍流运动地细节，但求解这样一个复杂的方程会花费大量的精力和时间。实际上往往采用平均N-S方程来描述工程和物理学问题中遇到的湍流运动。当我们对三维非定常随机不规则的有旋湍流流动的N-S方程平均后，得到相应的平均方程，此时平均方程中增加了六个未知的雷诺应力项 ，从而形成了湍流基本方程的不封闭问题。根据湍流运动规律以寻找附加条件和关系式从而使方程封闭就促使了几年来各种湍流模型的发展，而且在平均过程中失去了很多流动的细节信息，为了找回这些失去的流动信息，也必须引入湍流模型。虽然许多湍流模型已经取得了某些预报能力，但至今还没有得到一个有效的统一的湍流模型。

湍流是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动。在湍流中的流体的各种物理参数，如速度、压力、温度等都随时间与空间发生随机的变化。从物理结构上说，可以把湍流看成是由各种不同尺度的涡旋叠合而成的流动，这些漩涡的大小及旋转轴的方向分布是随机的。大尺度的涡旋主要是有流动的边界条件所决定，其尺寸可以与流场的大小相比拟，是引起低频脉动的原因；小尺度的涡旋主要是有粘性力所决定，其尺寸可能只有流场尺度的千分之一量级，是引起高频脉动的原因。大尺度的涡旋破裂后形成小尺度涡旋。较小尺度的涡旋破裂后形成更小尺度的涡旋。因而在充分发展的湍流区域内，流涕涡旋的尺度可在相当宽的范围内连续地变化。大尺度的涡旋不断地从主流获得能量，通过涡旋间的相互作用，能量组建向小的涡旋传递。后由于流体粘性的作用，小尺度的涡旋不断消失，机械能就转化（或称为耗散）为流体的热能。同时，由于边界作用、扰动及速度梯度的作用，新的涡旋又不断产生，这就构成了湍流运动。 流体内部多尺度涡旋的随机运动构成了湍流的一个重要特点：物理量的脉动。 要注意的是，湍流运动尽管是流体微团的运动，但远未达到分子水平。无论湍流运动多么复杂，非稳态的N—S方程对于湍流的瞬时运动仍然是适用的。 Van.Kman和I.G Taylor对湍流的定义为： 湍流是流体和气体中出现的一种无规则流动现象，当流体流过固体边界或相固流体相互流过时会产生湍流。 Hinze对湍流的定义为： 湍流是时间和空间上的一种不规则的随机变化，可利用不同的统计平均值来统计。 Bradshan对湍流的定义为： 湍流是宽范围尺度的涡旋组成的。 用一句话总结湍流： 在一定雷诺数下，流体表现在时间和空间上的随机脉动运动，流体中含有大量不同尺度的涡旋(eddy)。

湍流是个物理问题吗?

在生物物理中，湍流是一个重要概念。除了关于生物体的研究涉及到湍流（譬如血液的黏度和湍流的关系及其对生物体的影响），生态系统中的种群行为也会表现出湍流的特征。

内燃机中可燃混合气的湍流特性对燃烧速度和火焰传播有着十分重要的影响。火花点火式发动机中湍流能促进火焰面附近已燃气体和未燃气体的交换，扩大火焰前锋表面积，从而提高火焰传播速率。在柴油机中湍流可以改善燃油（如壁面附近燃油）与空气的混合。

研究方法

内燃机的发展过程中，缸内气流运动的研究一直是内燃机研究领域中一个很重要的部分。人们为了清楚地了解缸内气流运动的详细过程，利用了各种研究手段。

近年来，随着科学技术的进步，研究手段不断更新，缸内气流运动的研究越来越精确，直观。总的来说，目前国内外对缸内气体流动的研究方法有：数值模拟、微观研究方法和宏观研究方法等。

湍流问题是难的吗

是的。流体力学需要解决的经典难题，流动的液体和气体对于物理学家来说，其实别不大，都是流体。现实生活中，湍流现象随处可见，在小溪沟中，你到处可见那些白花花的流水。在那些白花花的流水中，有无数个小漩涡在打转，很多时候，当一片流动的水遇到一个小小的障碍物后，就会变得白花花的，从层流变为湍流。

对于气体的湍流现象，也随处可见，如果我们观察一炷香冒出的白烟，你会看到，白烟刚开始的时候是柱状的，上升到一定高度，烟就开始变得不稳定，形成了湍流。实际上，从总体上来看，地球的整个大气层就是一个湍流系统。而木星表面那些斑点其实就是一个个的气体漩涡，整个木星表面也是一个典型的湍流系统。

所谓的湍流问题，就是对流体的整个过程进行数学建模，从而使得人类能够准确地知道湍流的成因以及预测它的走向，通俗地讲，就是，如果给定初始条件，我们是否能算出湍流是怎么发生的？何时发生？发生的规模有多大？何时结束？等等。

人类对湍流问题的研究已经持续了有 200 年，他已经成为了经典物理学中一个的大坑，不知道有多少青年才俊一头扎进了这个坑中，再也没有爬出来，抱憾终身。而对这个问题的解决，从小了说，可以让飞机飞的更平稳，气象预报更准确，从大了说，甚至可以帮助天文学家模拟星系团的运动，解答各种天体形成的谜题。

号称经典物理留下的世纪难题"湍流问题"的实质是什么

号称经典物理留下的世纪难题"湍流问题"的实质是什么

湍流又称紊流,顾名思义,它是一种很不规则的流动现象.湍流是由无数不规则的,不同尺度的涡流相互掺混地分布在流动空间.流动中任一点的速度、压力等物理量都随时间而瞬息变化,不同空间点上有不同的随时间变化规律.这是湍流与层流的主要区别.在经典的湍流理论中,把湍流中的各物理量看成是随时间和空间变化的随机变量,世界十大数学难题

1P（多项式算法）问题对NP（非多项式算法）问题

在一个周六的晚上，你参加了一个盛大的晚会。由于感到局促不安，你想知道这一大厅中是否有你已经认识的人。你的主人向你提议说，你一定认识那位正在甜点盘附近角落的女士罗丝。