【图文】第五章 不可压缩流体二维边界层_第1页
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文档简介

1、 在垂直于来流方向的截面积A的乘积成正比，即 物体的 总阻力,N 1 2 通过实验分析可以得出，物体阻力与来流的动压头 rV¥ 和物体 2 1 2 FD = C D rV¥ A 2 无量纲的 阻力系数 (5-13 为了便于比较各种形状物体的阻力，工程上引用无因次阻力系 数 C D 来表达物体阻力的大小，其公式为 CD = FD 1 2 rV¥ A 2 （5-14） 由实验得知，对于不同的不可压缩流体的几何相似的物体，如果雷 诺数相同，则它们的阻力系数也相同。因此在不可压缩流体中，对 于与来流方向具有相同方位角的几何相似体，其阻力系数只与雷诺 数有关，即 图5-7给

2、出了无限长圆柱体以及其它形状物体的阻力系数 C 与雷诺数的关系曲线。以无限长圆柱体为例，当Re1时， D 与 Re成反比。在图上以直线表示之，这时边界层没有分离，只有 摩擦阻力。雷诺数从2增加到约40时，边界层发生分离，压差阻 力在总的物体阻力中的比例逐渐增大。到Re » 60 时，开始形成卡 C 门涡街，压差阻力占总阻力近90%。在Re » 2000 时， D 达到最小 4 值，约等于0.9.在 Re » 3´10 时，C D 逐渐上升到1.2。这是由于尾 涡区中的紊流增强，另外也由于边界层分离点逐渐向前移动的 Re » 2´105

3、 结果，这时差不多全部物体阻力都是压差阻力造成。在 时，层流边界层变成紊流边界层，这时，由于紊流边界层内流 体质点相互掺混，发生强大的动量交换，以致承受压强增高的 能力比层流边界层变强，使分离点向后移动一大段。尾涡区大 5 5 Re 大变窄， 从而使阻力系数显著降低，即从 Re » 2´10 到 » 5´10 一段，C D 从1.2急剧下降到0.3。 无限长方柱体 平板垂直 流动方向 无限长圆柱体 无限长圆柱体 有限长圆柱体 椭圆形柱体 流线型柱体 图5-7 几种形状物体的阻力系数 由图5-7清楚地看出，若把物体制成流 线型，可使边界层的分离点后移，甚至不 发生分离，阻力系数大大减小。所以

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