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文档简介

1、 第五节、边界层（附面层）流动 绕过某流线型物体的流动，理想中流速与物体表面相切 ；而实际上由于存在粘性，靠近物体表面的流速为零， 在物体表面极薄一层内粘性极为显著。 潜水物艇以恒速在水下运动，如无粘性影响，则不存在 拖曳阻力；实际上因有表面阻力才出现拖曳阻力。 说明：物体表面上薄层内的粘性力相当大，不能忽视， 此薄层就称为边界层（附面层）。 只有在边界层以外，某些问题中才能忽略粘性。 边界层定义：速度梯度很大的薄层。粘性在该薄层内起作用。 U0 y U0 0.99U0 U0 u(x,y o d(x x L 平壁面绕流的边界层 Prandtl边界层模型全流场分成二个流动区域。 边界层厚度d(x

2、定义：流速从0增至0.99U0处的y值。 外区（y>d）：速度梯度很小，可略去粘性的作用。 内区（y<d）：速度梯度很大，考虑粘性。 内区粘流与外区无粘流是渐进衔接的。 5.2 边界层流动的分离 边界层流动的动力学过程：惯性力、压力梯度、粘性力之 相对平衡。 （动能） （层外主流） （阻滞） 边界层外缘 13：顺压梯度区 35：逆压梯度区 S：分离点 S点后：分离区 æ ¶u ö ç ç ¶y ÷ ÷ >0 è ø0 E 2 3 dp =0 dx S dp >0 dx &

3、#230; ¶u ö ç ç ¶y ÷ ÷ <0 è ø0 1 dp <0 dx 5 æ ¶u ö ç ç ¶y ÷ ÷ =0 è ø0 边界层内的流动示意图 边界层分离的条件：存在逆压梯度区； 壁面或粘性对流动的阻滞。 分离流动的特点：边界层离体，形成尾流（旋涡）。 分离的结果：产生压差阻力（形状阻力）。 作业 直径为15mm的光滑圆管，流体以速度14m/s在管中流动 ，试决定流动状态。又，若要求保持为层流，最大的允 许速度为多少？这些流体分别是（1）润滑油；（2）汽 -4 2 -6 2 油。已知 n1 = 1.0 ´10 m / s， n 2 = 0.884´10 m / s -3 2 3 某种具有 m = 7.4 ´10 N × s / m ， r = 780kg / m 的油，流 过长12.2m，直径1.26cm的水平管子。试计算保持为层 流的最大平均速度，并计算维持这一流动所

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