流体力学第七章 边界层理论基础.ppt

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1、流体力学电子教案第七章边界层理论基础亦称附面层，雷诺数很大时，粘性小的流体（如空气或水）沿固体壁面流动（或固体在流体中运动）时壁面附近受粘性影响显著的薄流层.一边界层（boundarylayer）概述主要解决问题：物体在实际流体中作等速直线运动时所受到的粘性阻力问题。二层流边界层和紊流边界层边界中的水流同样存在两种流态：层流和紊流在紊流边界层内，最紧靠平板的地方，dux/dy仍很大，粘滞力仍起主要作用，其流态仍为层流，所以紊流边界层内有一粘性底层。当雷诺数达到一定数值时，边界层中的层流经过一个过渡区后转变为紊流，就成为紊流边界层。当边界层

2、厚度d较小时，边界层内的流速梯度很大，粘滞应力的作用也很大，这时边界层内的流动属于层流，这种边界层称为层流边界层。1层流边界层（laminarboundarylayer）2紊流边界层（turbulenceboundarylayer）自固体边界表面沿其外法线到纵向流速ux达到主流速U0的99%处，这段距离称为边界层厚度。边界层的厚度顺流增大，即δ是x的函数。3边界层的厚度δ（boundarylayerthickness）特点：临界雷诺数的大小与来流的脉动程度有关，脉动强，Re 小。临界雷诺数：转折点：在x=xcr处边界层由层流转变为紊流的过

3、渡点。4临界雷诺数层流边界层紊流边界层边界层厚度临界雷诺数并非常量，而是与来流的扰动程度有关，如果来流受到扰动，脉动强，流态的改变在较低的雷诺数就会发生。临界雷诺数的范围：三边界层特点（1）边界层厚度为一有限值（当ux→0.99u时）（2）边界层厚度沿程增加（δ=δ(x)）（3）边界层内：                   ；边界层外：按理想流体或有势流动计算。（4）边界层分层流边界层和紊流边界层。曲面边界层重要特性：曲面边界层发生边界层分享和形成旋涡而产生较大的压差阻力四曲面边界层及边界层分离（separationofboundary

4、layer）边界层分离边界层迅速地增厚，压强的增大（流速减小）和阻力增大使边界层内动量减小，如两者共同作用在一足够长的距离，致使边界层内流体流动停滞下来，分离便由此而生，自分离点C起，边界流线必脱离边界，其下游近壁处形成回流（或涡旋），在分离点：流体流经平板与流经曲面的主要区别：沿表面压力梯度不同。平面沿物体表面的法线方向压力梯度为0,曲面不为0椭圆形减小尾流的主要途径：使绕流体型尽可能流线型化。尾流：分离流线与物体边界所围的下游区域，如图尾流尾流