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内泶古工业大学工程流体力学电子课件10物体绕流流动10.1边界层理论及基本概念10.1.1边界层理论本章讨论大雷诺数情形下的动问题,看重介绍普朗特的边界层理论。自1904年普朗特创立边界层理论以来,由于它的应用范围极为广泛,发展非常迅速,早已成为粘性流体力学舶主要发展方向之一。边界层学说还与传热过程和传质过程有安切关系边界层理论的主要任务是研究物体在流体中运动时所受到的摩擦阻力和物体与浇体间的热女换。流体绕流流动例1:空气运动粘度v=14×105m2/s设汽车h=1.5m,V=80km/h=22m/sVh22×1.5=2.4×10°y1.4×10-5例2:水运动粘度v=1×106m2/s设船1=10m,V=10km/h=2.8m/sRe=V=28×10=28×1071×10-6大Re数流动是常见现象流体绕流流动用N-S方程可以得到小雷譜數流动条件下的近似解,工程上涉及到大雷谱教流动,要寻求新的近似方法。若采用欧拉方程,同时在固体壁面上采用谞移条件(而不是无滑移粘附条件),这就是理想流体的模型。在理想流体模型的范圊内,算出的物体表面的压力分布,在流动不分离或在接近尾緣处有小分离区的情况下与实测结果比较符合。但无法解决阻力问题。在实际漉体绕流圄体肘,圓体边界上的流速为0,在圓体边界的外法线方向上的流体速度从0迅速增火,在边界附近的流区存在相当大的速度椰度,在这个漉区内帖性作用不能忽略,边界附近的流区称为边界层(或附面层),边界层外漉区,粘性作用可以恣略,当作狸想漉体来处理。流体绕流流动如图,平板前方均勺来流的速度V,从平板前繚开始形成边界层,其厚度沿流增加。在边界层外缘附近流速晰近于当地外流速度。认为边界层厚度是沿表面法线方向从到的一段距离。边界屡定义:绕漉物体表面上一屡厚度很小且其中的流动具有很火向速度梯度的流动区域。层边界层过渡区域流体绕流流动整个流场可以明显地分成性质很不相同的两个区域:(1)紧贴物面非常薄的一层区域称为边界层。在该区域内,速度分量:物而的壮向杰化非学讯油它比切向的亦化宣一个数注意旦因1.对于平板绕流,边界层外缘,对于弯曲固壁,边界层2外缘惯性力2.边界层的外边界线

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