Для определения скорости реакции или скорости распростра­нения пламени в качестве исходных данных требуются характе­ристики турбулентности, для описания которой, в свою очередь, требуется соответствующая теория. Поскольку течение и турбу­лентность в период горения около ВМТ образуются под влиянием впускного потока, можно проследить формирование и развитие течения, начиная с начала процесса впуска. Измерения показы­вают, что во время впуска течение существенно анизотропно и неоднородно, но при сжатии оно становится более близким к изотропному и однородному. Таким образом, есть возможность охарактеризовать турбулентность параметрами, связанными с процессом впуска, и учесть при этом явления релаксации. Пред­ложенные несколько моделей турбулентности отличаются друг от друга выбором используемых параметров и их числом. В боль­шинстве моделей используется кинетическая энергия турбулент­ности К(или, что то же самое, ц'), а если в модели используется более одного параметра, то в качестве второго обычно берется характерная длина / или диссипация кинетической энергии е. Здесь будут рассмотрены лишь модели, используемые для описа­ния процессов, происходящих в двигателях.

При разработке теорий для исследования течений в двигателях Близард и Кекк [28], Табацзинский и др. [14, 29] и Хайрес и др. [30] с целью описания влияния турбулентности использо­вали интенсивность турбулентности и ее характерный размер. Турбулентность в камере сгорания после впуска оценивается по средним характеристикам неустановившегося струйного тече­ния за клапаном.

Предполагается, что при последующем сжатии газов величины и'и / быстро изо­тропно изменяются. Это равносильно предположению о столь быстром сжатии, что угловой момент «вихрей» в его процессе не изменяется, и о том, что размер турбулентности изменяется так же, как и размер «вихря».

При быстром изменении, описываемом соотношениями и (5.38), неизменной также остается турбулентная вязкость v_r, а число Рейнольдса турбулентного потока изменяется лишь вследствие изменения ламинарной вязкости. Эта теория предска­зывает увеличение интенсивности турбулентности и уменьшение ее масштаба при сжатии, что лишь частично подтверждается экспериментом [22, 34]. В большинстве систем впуска создается значительная мелкомасштабная турбулентность, так что интен­сивность турбулентности на начальном этапе сжатия будет быстро уменьшаться, а ее масштаб будет увеличиваться.