《边界层流动》教学课件

《边界层流动》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！《边界层流动》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用预览粘性影响存在于流场中的每个点从实用的观点，除浸入流体中物体附近的薄区域内，或者两个不同速度的流层间，粘性影响没有效果边界层：浸入流体中物体附近的薄区域，该区域粘性效果明显剪切层：两个不同速度的流层间的边界区域边界层内发生的物理过程是外表磨擦、气动加热、流动别离等物理机理计算外表磨擦、气动加热仅需在边界层内进展预览粘性影响存在于流场中的每个点简介边界层理论，1904年，德国海德堡，第三届数学大会路德维希.普朗特提出，是流体力学的巨大进步粘流分析的革命，解决了计算阻力和别离N-S方程简化为边界层方程边界层的定义连接到外表的流动区域，流动因固壁和流体间的摩擦受阻。边界层很薄，但对阻力和热传导的影响很大简介边界层理论，1904年，德国海德堡，第三届数学大会路德维超音速体流动的边界层阴影图超音速体流动的边界层阴影图本章路线图本章路线图边界层特性

举例：平板边界层流动边界层特性

举例：平板边界层流动流向速度随y增加，直到u=uey=δ,u=0.99ue,ue是自由来流解或无粘解

δ称为速度边界层厚度速度型，u=u(y),y=(0,δ)，随x变化,流向温度度随y增加，直到T=Tey=δ,T=0.99Te,Te是自由来流解或无粘解

δT称为热边界层厚度温度型，T=T(y),y=(0,δT)，随x变化流向速度随y增加，直到u=ueδT≠δ,取决于Pr,Pr=1,δT=δ;Pr>1,δT<δPr<1,δT>δ;通常Pr=0.71,δT>δδ

=δ(x),δT=δT(x)

剪应力热传导δT≠δ,取决于Pr,边界层位〔迁〕移厚度定义物理意义〔1〕是正比于由于边界层存在引起的损失的质量流量的指标边界层位〔迁〕移厚度定义物理意义〔1〕物理意义〔1〕物理意义〔1〕物理意义〔1〕表达损失的质量流量=那么有表达损失的质量流量=物理意义〔2〕

由于边界层的存在，外部无粘流被外移的距离物理意义〔2〕

由于边界层的存在，外部无粘流被外移的距离《边界层流动》教学课件1站位质量流2站位质量流外部和物体外表均为流线，两者相等〔回想流管的概念〕1站位质量流有效体的概念及应用求解δ*，需要u,ρ,进一步需要ue,ρe，Te求ue,ρe，Te，需δ*〔有效体〕需迭代求解有效体的概念及应用求解δ*，需要u,ρ,进一步需要ue,ρe边界层动量厚度定义边界层动量厚度定义物理意义质量流=动量A=与ue联系的动量B动量亏损B-A=总的动量亏损=定义总的动量亏损=物理意义质量流=得到动量厚度是正比于边界层存在产生动量亏损的指标是一个在自由条件携带亏损动量的假想流管的高度动量厚度与阻力系数得到边界层方程N-S方程，x轴向x向边界层动量方程(忽略x向正应力)对于二维稳定流，无量纲N-S方程，x轴向边界层很薄连续方程无量钢化边界层方程N-S方程，x轴向x向边界层动量方程(忽平板边界层平板边界层写出量级关系得到N-S方程中的量级又雷诺数很大写出量级关系那么可忽略那么恢复量纲形式x-向边界层栋梁方程那么N-S方程，y轴向y向边界层动量方程(忽略y向正应力)对于二维稳定流，N-S方程，y轴向无量纲化量级式得到说明压力在边界层内沿外表法向是常数N-S方程，y轴向y向边界层动量方程(忽略y向正应力)对于边界层能量方程〔直接给出〕边界层能量方程总结边界层方程〔二维，4个〕边界层能量方程〔直接给出〕边界层能量方程小结边界层方程仍为非线性方程，但简化很多，易于求解P=pe(x)为量，未知量为u,v,h,T,ρ为封闭方程附加边界条件小结边界层方程仍为非线性方程，但简化很多，易于求解边界层方程的解法经典解和数值解〔CFD〕层流解和湍流解-流态对解的影响边界层方程的解为速度型和温度型最终转换为剪应力、热传导率〔实际关心的量〕边界层方程的解法经典解和数值解〔CFD〕边界层总结

边界层的迁移厚度和动量损失厚度下面给出边界层方程

推导该方程包含的假设有：

δ<<c，Re很大，M∞不是特别大边界层总结

边界层的迁移厚度和动量损失厚度下面给出边界层方程《边界层流动》教学课件《边界层流动》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！《边界层流动》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用预览粘性影响存在于流场中的每个点从实用的观点，除浸入流体中物体附近的薄区域内，或者两个不同速度的流层间，粘性影响没有效果边界层：浸入流体中物体附近的薄区域，该区域粘性效果明显剪切层：两个不同速度的流层间的边界区域边界层内发生的物理过程是外表磨擦、气动加热、流动别离等物理机理计算外表磨擦、气动加热仅需在边界层内进展预览粘性影响存在于流场中的每个点简介边界层理论，1904年，德国海德堡，第三届数学大会路德维希.普朗特提出，是流体力学的巨大进步粘流分析的革命，解决了计算阻力和别离N-S方程简化为边界层方程边界层的定义连接到外表的流动区域，流动因固壁和流体间的摩擦受阻。边界层很薄，但对阻力和热传导的影响很大简介边界层理论，1904年，德国海德堡，第三届数学大会路德维超音速体流动的边界层阴影图超音速体流动的边界层阴影图本章路线图本章路线图边界层特性

举例：平板边界层流动边界层特性

举例：平板边界层流动流向速度随y增加，直到u=uey=δ,u=0.99ue,ue是自由来流解或无粘解

δ称为速度边界层厚度速度型，u=u(y),y=(0,δ)，随x变化,流向温度度随y增加，直到T=Tey=δ,T=0.99Te,Te是自由来流解或无粘解

δT称为热边界层厚度温度型，T=T(y),y=(0,δT)，随x变化流向速度随y增加，直到u=ueδT≠δ,取决于Pr,Pr=1,δT=δ;Pr>1,δT<δPr<1,δT>δ;通常Pr=0.71,δT>δδ

=δ(x),δT=δT(x)

剪应力热传导δT≠δ,取决于Pr,边界层位〔迁〕移厚度定义物理意义〔1〕是正比于由于边界层存在引起的损失的质量流量的指标边界层位〔迁〕移厚度定义物理意义〔1〕物理意义〔1〕物理意义〔1〕物理意义〔1〕表达损失的质量流量=那么有表达损失的质量流量=物理意义〔2〕

由于边界层的存在，外部无粘流被外移的距离物理意义〔2〕

由于边界层的存在，外部无粘流被外移的距离《边界层流动》教学课件1站位质量流2站位质量流外部和物体外表均为流线，两者相等〔回想流管的概念〕1站位质量流有效体的概念及应用求解δ*，需要u,ρ,进一步需要ue,ρe，Te求ue,ρe，Te，需δ*〔有效体〕需迭代求解有效体的概念及应用求解δ*，需要u,ρ,进一步需要ue,ρe边界层动量厚度定义边界层动量厚度定义物理意义质量流=动量A=与ue联系的动量B动量亏损B-A=总的动量亏损=定义总的动量亏损=物理意义质量流=得到动量厚度是正比于边界层存在产生动量亏损的指标是一个在自由条件携带亏损动量的假想流管的高度动量厚度与阻力系数得到边界层方程N-S方程，x轴向x向边界层动量方程(忽略x向正应力)对于二维稳定流，无量纲N-S方程，x轴向边界层很薄连续方程无量钢化边界层方程N-S方程，x轴向x向边界层动量方程(忽平板边界层平板边界层写出量级关系得到N-S方程中的量级又雷诺数很大写出量级关系那么可忽略那么恢复量纲形式x-向边界层栋梁方程那么N-S方程，y轴向y向边界层动量方程(忽略y向正应力)对于二维稳定流，N-S方程，y轴向无量纲化量级式得到说明压力在边界层内沿外表法向是常数N-S方程，y轴向y向边界层动量方程(忽略y向正应力)对于边界层能量方程〔直接给出〕边界层能量方程总结边界层方程〔二维，4个〕边界层能量方程〔直接给出〕边界层能量方程小结边界层方程仍为非线性方程，但简化很多，易于求解P=pe(x)为量，未知量为u,v,h,T,ρ为封闭方程附加边界条件小结边界层方程仍为非线性方程，但简化很多，易于求解边界层方程的