流体力学A8-4资料.ppt

上次课主要内容 第八章 不可压缩流体二维边界层 第八章 不可压缩流体二维边界层 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.8 边界层的分离现象 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 §8.9 绕流阻力与阻力系数 课堂例题与练习 课堂例题与练习 *§8.10 卡门涡街 *§8.10 卡门涡街 *§8.10 卡门涡街 *§8.10 卡门涡街 *§8.10 卡门涡街 *§8.10 卡门涡街 *§8.10 卡门涡街 课堂小结、下次课内容、作业 课堂小结、下次课内容、作业 第八章 不可压缩流体二维边界层 4)特性： 对有些绕流物体，压差阻力摩擦阻力 对有些绕流物体，压差阻力摩擦阻力 ①如，对圆柱体和球体、桥墩和汽车等钝头体，压差阻力摩擦阻力； ②像机翼、船只和其它一些流线型物体，其绕流阻力中，摩擦阻力压差阻力； 第八章 不可压缩流体二维边界层 ③流体纵向绕过平板时一般只有摩擦阻力； ④由于压差阻力的大小与物体的形状有很大关系，因此，压差阻力又称为形状阻力； 第八章 不可压缩流体二维边界层 5) 绕流阻力大小 式中，FD－物体的总绕流阻力； CD－无量纲阻力系数； A－物体的投影面积：平行或垂 直来流方向。 工程上常用 第八章 不可压缩流体二维边界层 2．阻力系数 1)定义 其中，CD 主要取决于雷诺数的大小和物体的形状及物体在流场中的方位。由相似定律，对于与来流方向具有相同方位的几何相似体，其阻力系数只与Re有关。 第八章 不可压缩流体二维边界层 2) 无线长圆柱体的CD与Re的实验关系曲线 第八章 不可压缩流体二维边界层 3) 圆球的CD与Re的实验关系曲线 第八章 不可压缩流体二维边界层 4)下面以圆柱体的绕流为例，具体分析随着Re的变化，绕流现象的变化过程及阻力系数的大小。如左图所示。 第八章 不可压缩流体二维边界层 ① a. 绕流特点：边界层没有分离，状态为层流； b. 绕流阻力：主要由柱面摩擦阻力产生，CD与Re成反比。 第八章 不可压缩流体二维边界层 ② 3-5Re30-40 a.绕流特点：在圆柱背流面发生边界层 分离且形成对称驻涡区； b.绕流阻力：由摩擦阻力和压差阻力两 部分组成，具有同等的重要性，CD与 Re成反比。 第八章 不可压缩流体二维边界层 ③ 30-40Re60-90 a.绕流特点：圆柱背流面分离区逐渐变宽，对称涡区出现摆动； b.绕流阻力：虽然摩擦阻力和压差阻力有同等的重要性，但压差阻力已逐渐占主导地位，CD与Re成反比。 第八章 不可压缩流体二维边界层 a.绕流特点：圆柱背流面旋涡交替脱落，形成两排向下游运动的涡列，称之为卡门涡街（d）；随着Re的增大，边界层分离点最终移向迎流面，该流动情况称为绕流物体的亚临界状态（e） ； b.绕流阻力：压差阻力已明显占绝大部分，CD随Re 变化较小。 ④ 第八章 不可压缩流体二维边界层 ⑤ a.绕流特点：随着Re的增大，分离点前的边界层由层流转变为紊流，紊流边界层的强烈混合效应使得分离点向后移，尾涡区变窄，绕流得到改善。该流动情况称为绕流的超临界状态。 b.绕流阻力：压差阻力为主，CD随Re变化下降较快。 层流边界层可以人为地转变为紊流边界层。 第八章 不可压缩流体二维边界层 5) 结论： ①为减小绕流阻力，应设法避免边界层分离； ②在不发生边界层分离的情况下，