工程流体力学：第七章 边界层理论基础

1、工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础 势函数，流函数势函数，流函数上次课内容回顾上次课内容回顾 等流函数线即为流线 两点流函数值之差，为两点连线间体积流量 等流函数线和等势函数线正交 不可压平面势流，势、流函数均遵守拉普拉斯方程存在条件Lapalce方程成立条件 与速度的关系 势函数无旋，不管维数二维， 不可压流函数二维，不可压无旋 xyv,vxyyxv,vxy工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础axbybxay 均匀平行流动均匀平行流动点源点源( (点汇点汇) )Qlnr2Q2 偶极流偶极流2222M

2、x2xyMy2xy 工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础V xV y 2222Mx2xyMy2xy 2222M1V x12 V xyM1V y12 V xy 2M2 V R 零流线零流线平行流动平行流动+ +偶极流偶极流无穷远流线呢？无穷远流线呢？工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础rV0,V2V sin 2pC1 4sin 圆柱表面速度和压强圆柱表面速度和压强理想情况下，阻力，升力？理想情况下，阻力，升力？工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础理想流情况下，

3、圆柱即不产生阻力，也理想流情况下，圆柱即不产生阻力，也不产生升力不产生升力达朗贝尔佯谬达朗贝尔佯谬第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础 边界层的基本概念 形成形成 发展发展 结构结构 厚度厚度普朗特方程及量级分析方法工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础普朗特普朗特边界层理论边界层理论p 边界层的形成边界层的形成工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础p 边界层的发展边界层的发展(1)(1)厚度增长厚度增长22221xxx

4、xxxyVVVVVpVVtxyxxy x/x1/Re工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础(2)(2)压强梯度的影响压强梯度的影响工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础(3)(3)边界层的转捩边界层的转捩工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础过渡层内层粘性底层u外层对数律层lnyy05530300.20.20.40.4yyyVyy粘性底层（）内层过 渡 层（）湍流边界层对数律层（）尾迹律层（）外层粘性顶层（）wVV yyxVuVp 边界层的结构边界层的结构工程流体

5、力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础p 边界层的厚度边界层的厚度U*边界层的名义厚度边界层的名义厚度- -边界层的位移厚度边界层的位移厚度- -*工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础*0()eeeeUUu dy*0(1)eeudyU*0(1)eudyU不可压不可压工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础* *工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础

6、边界层的动量损失厚度边界层的动量损失厚度- -a、b b哪个H值大？边界层的形状因子边界层的形状因子- -H20()eeeUu Uu dy0(1)eeeuudyUU0(1)eeuudyUU不可压不可压*/H工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础p普朗特方程普朗特方程及量级分析方法及量级分析方法,*LyyLxx*,xxyyVV VVVV,*LtVt2*Vpp*2*2*2*2*2*2*2*201Re1ReyxxxxxxxyyyyyyxyVVxyVVVVVpVVtxyxxyVVVVVpVVtxyyxy 22222222110yVxVypyVVxVVtVyV

7、xVxpyVVxVVtVyVxVyyyyyxyxxxyxxxyx工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础*1Re1L， *1xO *1xVO *Oy *yOV连续方程 *1yVyO工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础*2*2*2*21RexxxxxxyVVVVVpVVtxyxxy (1)O(1)O(1)O(1)O()O*2*2*2*21ReyyyyyxyVVVVVpVVtxyyxy ()O()O3()O2()O()O工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第七章第七章 边界层理论基础边界层理论基础220110