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什么是速度边界层的临界长度?(速度边界层是指)

趣闻网 2022-12-27 01:44:32 原文链接:网络

速度边界层(boundary layer)是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层,又称附面层。这个概念由近代流体力学的奠基人,德国人Ludwig Prandtl于(普朗特)1904年首先提出。从那时起,边界层研究就成为流体力学中的一个重要课题和领域。在边界层内,紧贴物面的流体由于分子引力的作用,完全粘附于物面上,与物体的相对速度为零。由物面向外,流体速度迅速增大至当地自由流速度,即对应于理想绕流的速度,一般与来流速度同量级。

因而速度的法向垂直表面的方向梯度很大,即使流体粘度不大,如空气、水等,粘性力相对于惯性力仍然很大,起着显著作用,因而属粘性流动。而在边界层外,速度梯度很小,粘性力可以忽略,流动可视为无粘或理想流动。在高雷诺数下,边界层很薄,其厚度远小于沿流动方向的长度,根据尺度和速度变化率的量级比较,可将纳维-斯托克斯方程简化为边界层方程。

求解高雷诺数绕流问题时,可把流动分为边界层内的粘性流动和边界层外的理想流动两部分,分别迭代求解。边界层有层流、湍流、混合流,低速(不可压缩)、高速(可压缩)以及二维、三维之分。由于粘性与热传导紧密相关,高速流动中除速度边界层外,还有温度边界层。

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