[工学]第九章 边界层理论.pdf

第九章 边界层理论 §9-1边界层概念 在固壁附近的一薄层中必须考虑粘性的作用，普朗特 称这个薄层为边界层。 在平板的前端部分，边界层总是呈层流状态，随着 ρ V x Re ∞ x 数值的增加，层流边界层将处于不稳 µ 定状态，并逐渐过渡为湍流边界层。当Rex 增加到一 定数值后，边界层则完全处于湍流状态。边界层由层 流转变为湍流的现象称作边界层转捩。 ρ V x 5 6 Re ∞ 5=×10 ∼3 × 10 x µ §9-2 边界层特征 以速度达到主流区速度的0.99处作为边界层的外缘。 由边界层外缘到物面的垂直距离为边界层名义厚度， 或简称为边界层厚度，并用 表示。 δ 一.边界层名义厚度的量级估计 下图为平板的平面绕流，来流速度为V ，平板在 ∞ z 方向的宽度为无穷大，在 x 方向的长度为L ， 边界层厚度为δ 。单位体积流体的惯性力为ρ V ⋅∇V 它的量级为 ρ V 2 L ，粘性力为 2 ，它的量级为 ∞ µ∇ V V ∞ µ 2 。 δ µ V ρ V 2 ∞ ∞ ∼ δ 2 L µL L δ ∼ ρ V Re ∞ δ 1 ∼ L Re 高雷诺数的条件下 δ 1 L 二.边界层排挤厚度δ 1 单位时间内通过边界层某一截面的流体若为理想 流体，则其质量流量应为