文档介绍：专业课强化提高课程
第14讲粘性不可压缩流体绕物体流动(上)
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边界层概念
边界层的厚度
边界层内的流动状态
边界层动量积分方程
总结
本讲主要内容
边界层概念
雷诺数较大
其他区域速度梯度小,粘性影响小,可按照理想流体的势流理论处理
物体壁面附近的薄层内存在很大的速度梯度和漩涡,粘性影响不能忽略,这一薄层成为边界层
势流
U∞
边界层
尾流区
L. Prandtl
(1875~1953)
边界层概念
边界层
外部势流
尾流区
势流
U∞
边界层
尾流区
高雷诺数绕流
粘性有旋
理想无旋
粘性有旋
边界层厚度
势流
U∞
边界层
尾流区
δ
δ(x)
x
l
x
y
U
名义边界层厚度δ(x)
从物面沿外法线到速度达到势流速度99%处的距离
边界层厚度沿流动方向不断增大
边界层厚度
位移厚度(排挤厚度)
x
U
u=u(y)
y 边界层边界
δ*
δ
dy
p
边界层粘性影响减少的体积流量,相当于理想流体以速度U流过物面时物体表面向外移动了距离δ*所减小的流量
边界层厚度
动量损失厚度
x
U
u=u(y)
y 边界层边界
δ*
δ
dy
p
边界层内由于粘性影响使动量减少的量等于理想流体通过面积为θ的动量
边界层内流动状态
xT
转捩段
A
O
B
x
U∞
平板前缘开始形成
边界层厚度增加
层流边界层
转变
紊流边界层
层流底层
边界层内流动状态
边界层流动状态的判据
其中,x为物面上一点到前缘的距离
顺流平板
边界层动量积分方程
y
A
o
x
E
B
C
D
δ
dx
假设
定常不可压
二元边界层
物面曲率很小
CV所受外力只和=净流出CV的动量流率
AB边
BC边
CE边