Trong dòng chảy rối, các phần tử chất lưu có thêm chuyển động ngang làm tăng tốc độ trao đổi năng lượng và động lượng giữa chúng và do đó làm tăng sự trao đổi nhiệt và hệ số ma sát.

Giả định cho một dòng chảy rối hai chiều và có thể xác định vị trí một điểm cụ thể trong chất lưu và đo vận tốc dòng chảy thực tế v = ( v x , v y ) {\displaystyle v=\left({{v}_{x}},{{v}_{y}}\right)} của mỗi phần tử đi qua điểm đó tại bất kỳ thời điểm nào. Thì nhờ đó, có thể tìm ra vận tốc dòng chảy thực tế dao động xung quanh một giá trị trung bình:

v x = v x ¯ ⏟ mean value + v ′ x ⏟ fluctuation   ,  v y = v y ¯ + v ′ y {\displaystyle {{v}_{x}}=\underbrace {\overline {{v}_{x}}} _{\begin{smallmatrix}{\text{mean}}\\{\text{value}}\end{smallmatrix}}+\underbrace {{{v}'}_{x}} _{\text{fluctuation}}{\text{ }}{\text{, }}{{v}_{y}}={\overline {{v}_{y}}}+{{{v}'}_{y}}}

và tương tự đối với nhiệt độ ( T = T ¯ + T ′ ) {\displaystyle \left(T={\overline {T}}+{T}'\right)} và áp suất ( P = P ¯ + P ′ ) {\displaystyle \left(P={\overline {P}}+{P}'\right)} , trong đó dấu phẩy biểu thị giá trị dao động xung quanh giá trị trung bình. Sự phân tách một biến dòng chảy thành tổng của giá trị trung bình và giá trị dao động rối được đề xuất bởi Osborne Reynolds vào năm 1895, và được coi là sự khởi đầu của các phân tích toán học một cách có hệ thống cho dòng chảy rối, và là một lĩnh vực nghiên cứu của động lực học chất lưu. Trong khi các giá trị trung bình được coi như là các biến có thể dự đoán được được xác định bởi các định luật động lực học, thì những giá trị dao động rối được coi như là các biến ngẫu nhiên. 

Thông lượng nhiệt và truyền động lượng (đại diện bởi ứng suất cắt τ {\displaystyle \tau } ) theo phương vuông góc với dòng chảy trong một thời gian nhất định là:

q = v ′ y ρ c P T ′ ⏟ experimental value = − k turb ∂ T ¯ ∂ y τ = − ρ v ′ y v ′ x ¯ ⏟ experimental value = μ turb ∂ v x ¯ ∂ y {\displaystyle {\begin{aligned}&q=\underbrace {{{{v}'}_{y}}\rho {{c}_{P}}{T}'} _{\text{experimental value}}=-{{k}_{\text{turb}}}{\frac {\partial {\overline {T}}}{\partial y}}\\&\tau =\underbrace {-\rho {\overline {{{{v}'}_{y}}{{{v}'}_{x}}}}} _{\text{experimental value}}={{\mu }_{\text{turb}}}{\frac {\partial {\overline {{v}_{x}}}}{\partial y}}\\\end{aligned}}}

trong đó,  c P {\displaystyle {{c}_{P}}} là công suất nhiệt ở áp suất không đổi, ρ {\displaystyle \rho } là mật độ của chất lưu, μ turb {\displaystyle {{\mu }_{\text{turb}}}} là hệ số độ nhớt rối và k turb {\displaystyle {{k}_{\text{turb}}}} là độ dẫn nhiệt rối.[1]