熱擴無縫鋼管直接求解式式會出現什么結果呢?和等的顯式代數應力模型解答了這個問題年,針對同年早些時候由和提出的隱式代數應力模型,首先通過嚴格的數學推導,未作任何簡化得到了這一非線性方程組,并且得到了二維問題的代數應力模型的顯式表達式。年,,和等利用現代數學工具,將顯式形式推廣到旋轉坐標系和三維問題反映了應力的偏離程度,為對稱張量,反映了應變率,反映了角變率。為張量。的全部信息都由Ω來表達。既然為對稱張量且跡對角元素之和為,它必然亦為構成的對稱且跡為的獨立張量和獨立不變量的線性組合線性近似可得到如下代數應力模型的一般表達得到式的矩陣表達式:將表示為獨立張量和獨立不變量的線性組合有其中獨立張量為份,獨立不變量為{{{式中對矩陣求逆。
對平衡態均勻湍流,小于,如均勻剪切流,但對純剪切流,式分母出現奇異,代數應力模型招致失敗。和對分母作了型近似,即:代入式及式得到令,顯然熱擴無縫鋼管此式避免了奇異的問題但是,對于三維問題,由于在數學上遇到了困難,還沒有類似的近似;那么,三維問題怎樣克服隱式代數應力模型無法克服求解的奇異問題呢?對式進行了簡化,得到了一種非線性應力模型。非線性湍流應力模型非線性應力模型是相對以各向同性的以假定為基礎的線性模型而言的。假定認為應力只與速度梯度的線性項有關,而非線性應力模型認為應力還與速度梯度的更高次方有關,在的表達式上附加了非線性項。非線性應力模型的發展分為兩個階段,早期的非線性模型本質上是經驗性的,即利用非牛頓流體的層流與牛頓流體的時均湍流的相似性。
這些通過簡單的張量不變性得到的經驗模型把雷諾應力表示為時均速度梯度的多項式。近幾年,人們利用不同的方法,如法,法,或耗散渦方法,熱擴無縫鋼管采用展開技術對雙方程或應力?;?,。這些模型都把雷諾應力表達為時均速度梯度的線性項和平方項的顯式,而不涉及應力輸運方程。盡管方法不,但得到的應力模型均與顯式代數應力模型的結構完全一致。對不同的模型,所不同者,僅在于系數的不同。因此,這一類非線性模型可以看作顯式代數應力模型的一種根據式和式一般的應力模型可表示為此式即為標準的一模型的渦粘性表達式。保留式一::+:或改寫為下面介紹幾種非線性模型模型一其中:如果忽略可以證明式和式,相似和模型:和提出的法,在近年的湍流?;械玫搅藦V泛應用。用法得到一其中,:將式改寫成式的形式,發現式多出一項,即該項的存在使得該模型不符合顯式代數應力模型的結構,在預測一些流動出現了較大偏差。