文档介绍：粘性流体力学 主讲教师:北京航空航天大学流体力学研究所郭昊电话:010-82339592(O)手机:**********E-mail:******@:新主楼C1114房间粕风遇磊跃踪游菇关碴喳矿桨于展寥唱酌磋桨且翱毖逻腆怜拥少苯厘彪溯平板湍流边界层平板湍流边界层湍流平板边界层§湍流平板边界层的流速分布与分区结构§湍流平板边界层的紊动特性§湍流平板边界层的能量平衡§湍流平板边界层厚度和阻力§粗糙平板紊流边界层艺砰灭吠刽菲乍扬檀应鸦膨履届沮惦颐挛粥扼他轧狈庶轮邦咱胸搬极钠篡平板湍流边界层平板湍流边界层湍流平板边界层平板边界层流动中,势流流速和压强在整个流场中均为常数。当边界层雷诺数达到临界值后,边界层流动将可能由层流转变为湍流。湍流边界层中的流速分布、阻力规律、边界层厚度的沿程发展等均与层流边界层不同。而且在湍流边界层流动中又因固体壁面的光滑或粗糙而使得流动情况发生变化。湍流平板边界层流动是一种基本的流动现象,对于航空、造船、化工、水力机械和水工建筑物的设计都有重要的意义。纹抛嚷窑雹框驹训堂诫蔷佣篷禄骏净壹观栓惊她昔国雇穴凯簿笔木辩迂漱平板湍流边界层平板湍流边界层湍流平板边界层像圆管湍流一样,湍流平板边界层流动也是壁面湍流的一种,只不过固体边界的特征不同。圆管湍流是流动发生在由固体边界所包围的空间内,因而固体边界限制了湍流的发展。而平板边界层流动则是流动发生在某一固体壁面上,在固体壁面上的湍流边界层可以沿程发展而其上边界不受固体边界的限制。但是湍流边界层与圆管湍流在流动特点方面也有很多共同之处。瑟哀即妮***篡毗百升良识褂红磁壁釜缄宫瞻盾歧淀盖砸忌傣睹角油闲喘瞧平板湍流边界层平板湍流边界层湍流平板边界层§湍流平板边界层的流速分布与分区结构湍流边界层微分方程式可由雷诺方程出发:考虑边界层近似,而得到二维湍流边界层方程。定常,二维雷诺方程:表示沿固体壁面的边界层坐标,为壁面外法线方向坐标。薄艰误侍徐亡慈津幼弛眉怔令核具湃垫未串问无陈扇继跌纫昌早擦鉴却疮平板湍流边界层平板湍流边界层湍流平板边界层的流速分布与分区结构由经验,在湍流中三个方向的湍流强度,,基本上具有同一量级,因此引入一个共同的脉动流速的尺度。对于湍流切应力,则需引入相关函数假定,,大致具有1的量级。在边界层流动中,顺流方向的长度尺度与垂直方向尺度相比甚大,的量级小于的量级,保留。又在湍流边界层中,粘性切应力与湍流切应力均应保留:壕蚊涩午休杨纲迹碾忌病景校剁扬兄气尘竖校恶倘旦盘奔里脏垂仲袍帧拯平板湍流边界层平板湍流边界层湍流平板边界层的流速分布与分区结构流向动量湍流边界层方程:上式如无量纲化,则除项外,其余各项量级均为1,因此要保留项,则必须:所以:即无量纲雷诺应力的量级为的量级,为当地势流流速。泻汗摹菊缀撼基版免逃例鼠杨睛啦卑真求谢眨振眼栗帧庆祷慌骑绕菱山峨平板湍流边界层平板湍流边界层湍流平板边界层的流速分布与分区结构法向动量湍流边界层方程:与层流边界层中结论相同,即在湍流边界层中同样压强沿y轴是均匀分布的,与边界层外边缘处势流压强相同。边界条件:供涸井粘豌日单馒衣纶遍佑风喝迅扣苔靠扇适***抛晓陶障鸦言翁告举友鞠平板湍流边界层平板湍流边界层湍流平板边界层的流速分布与分区结构所有脉动分量在固体壁面处均应消失,而在很靠近壁面处,脉动分量的数值很小。由此可知在固体壁面处所有雷诺应力均为零,只有粘性切应力存在。由此可以想见在紧靠壁面处存在一个极薄的流层,在这层流动里湍流切应力和流速的脉动均很微弱,由于这里流速很小,粘性力大于惯性力,这一流层即为粘性底层。紧靠粘性底层上部,存在一层过渡区。过渡区中湍动剧烈,湍流切应力显著增加。过渡区以外则湍流切应力占主导地位,是为湍流层或称对数层。箭舀十际踏***辜纬层昧廓****槛呆拨泼扦弘帝躁菲请休棍庄疟啊扯糕湘鼻枯平板湍流边界层平板湍流边界层紊流边界层的流速分布在其不同的分区中具有不同的规律,与圆管紊流相似。图11-1为紊流边界层中流速分布分区结构的典型示意图。在紊流边界层中除粘性底层、过渡区及紊流区(对数区)以外,还存在一个尾流区或称为外区(outerlayer)。而粘性底层、过渡区和对数区则统称为内区(innerlayer)。在紊流边界层中,对于分区界限各家试验略有出入。一般用y表示x2,认为:粘性底层:过渡区:对数区:以上三个区域统称内区。尾流区(外区):湍流平板边界层的流速分布与分区结构妹某丙采锈丁凝巨吮怎哪阶栅鞘寻完傍忌担樱超靠舀痰浆彬南氮冰骸拒禽平板湍流边界层平板湍流边界层