速度邊界層

速度邊界層

速度邊界層是高雷諾數繞流中緊貼物面的粘性力不可忽略的流動薄層,又稱附面層。

概述

速度邊界層(boundary layer)是高雷諾數繞流中緊貼物面的粘性力不可忽略的流動薄層,又稱附面層。這個概念由近代流體力學的奠基人,德國人Ludwig Prandtl於(普朗特)1904年首先提出。從那時起,邊界層研究就成為流體力學中的一個重要課題和領域。在邊界層內,緊貼物面的流體由於分子引力的作用 ,完全粘附於物面上 ,與物體的相對速度為零。由物面向外,流體速度迅速增大至當地自由流速度,即對應於理想繞流的速度,一般與來流速度同量級。因而速度的法向垂直表面的方向梯度很大,即使流體粘度不大,如空氣、水等,粘性力相對於慣性力仍然很大,起著顯著作用,因而屬粘性流動。而在邊界層外,速度梯度很小,粘性力可以忽略,流動可視為無粘或理想流動。在高雷諾數下,邊界層很薄,其厚度遠小於沿流動方向的長度,根據尺度和速度變化率的量級比較,可將納維-斯托克斯方程簡化為邊界層方程。求解高雷諾數繞流問題時,可把流動分為邊界層內的粘性流動和邊界層外的理想流動兩部分,分別疊代求解。邊界層有層流、湍流、混合流 ,低速(不可壓縮)、高速(可壓縮)以及二維、三維之分。由於粘性與熱傳導緊密相關,高速流動中除速度邊界層外,還有溫度邊界層。(圖片為水中邊界

相關詞條

層與摩擦阻力關係圖)

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們