明渠流量計對工程問題而言, 最為行之有效的方法屬于湍流模式理論, 這種理論為解決工程實際問題提出, 其本身的發展又對湍流的研究產生了深遠的影響. 近年來計算機技術的發展使得計算的時間大大縮短,為湍流模型的應用提供了前提條件.湍流結構的研究和不斷完善帶動了人們對明渠中流動結構的了解, 對二維湍流而言, 其關鍵問題歸結為對湍流切應力的處理, 在1925 年提出動量傳遞理論以及后來提出的自由剪切層模型、泰勒的渦量傳遞理論以及卡門的湍流局部相似理論等均通過混和長度將湍流粘性系數與平均流場聯系起來, 這些統稱為零方程模型. 其中,混摻常數理論被人們所廣泛接受, 并與實測資料符合較好. 從混摻長度理論出發, 可以得到著名的對數流速分布公式、指數分布公式以及尾數分布公式等.但是這些模型僅僅表示速度隨著與河床的垂向距離單調地增長, 而沒有考慮到最大速度通常發生在水的表面下. 由于明渠流量預測有要求時間短、計算量不大的特點, 許多水利公式都是在零方程假設的前提下得到的. 在零方程模式的基礎上, 增加兩個湍流量的偏微分方程, 然后作適當的假設使方程封閉形成了“2”方程模式. 在所有的“2”方程模型中k2E模型應用最為普遍, 另外雷諾應力模型、代數應力模型在流量計算中也得到了一定的應用, 然而三維模型需要大量的時間來演算, 并大量的經驗常數使得這些模型對工程任務來講并不是特別的有用,還處于實驗階段, 有待進一步的探索.

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