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第五章粘流与边界层流动

汇报人：某某某汇报时间：2024.X.X

5.1粘流的基本特性

(108页)

第五章粘流与边界层流动

5.2边界层流动

(117页)

5.1.1物面5.1.2粘性5.1.3机械上无滑移摩擦阻力与粘能耗散和粘滞(108页)性压差阻力气动热

5.1.4层流

5.1.5流动

和湍流

分离

5.1粘流的基本特性(108页)

95.1粘流的基本特性：(一)无滑渗边界条件

理想流体在物面上流动的边界条件是：

·流体与物面的法向相对速度为零(或者说相对速度的

法向分量为零),即

在物面上，

粘性流体在物面上流动的边界条件是：

·流体与物面的相对速度为零，即

在物面上，(C-F)=0

35.1粘流的基本特性(一)无滑澎边界条件

·速度型：

气流以速度v。流过一个平板时，在某一位置x,沿平板法向不同距离处的速度分布称为速度型。

85.1粘流的基本特性：(二)阻力

在理想流体中，流体与流体之间，流体与固体边界

之间，只有法向应力(压强)的作用。

在粘性流体中，流体与固体边界之间，除了有法向

应力(压强)的作用外，还有切向的粘性摩擦阻

力作月物面处x方向的速度沿y方向的变化

午顿粘性定律可知，气流作用

力为，

Ou

(5.2)

W

·气流流过平

在平板表面

T=μ

关于0度和180度有

粘无粘，压强系数都是对称的

无粘关于90度，压强系数也是对称的

95.1粘流的基本特性(二)阻力

上性的作田险了使流休中运动的物休受到庭壤阳土作

Fig.7.13Flowpastacircular

cylinder:(a)laminarseparation;(b)turbulentseparation;(c)theoreticalandactualsurface-pressuredistri-butions.

θ

(c)

95.1粘流的基本特性：(三)机械能耗散

粘性的作用使流体微团的机械能(动能和压力能)耗散为热能。

·例如，在无粘气流的定常低速流动中，流体微团的总

压沿流线保持不变。

沿流线p₀=常量，理想流体

·而在粘性流体的定常低速流动中，流体微团的总压沿

流线向下游逐渐降低。

沿流线向下游p↓,粘性流体

·粘性流体的流动有两

流和紊流。层流状态摈。

·层流的特征：流体运

互不掺混，质点的轨

定。

·紊流(湍流)的特征

部分激烈掺混，质点场极不稳定。演示

Needle\

Tank

(a)

(b)

(c)

5.1粘流的基本特性：

层流(Laminarflow)禾

(四)层流和紊流

Dyefilament

85.1粘流的基本特性：(四)层流和素流

·雷诺数(Reynoldsnumber):是一无量纲数，

用来度量惯性力与粘性力的相互关系的准则。

其数学表达代为，

VT

(5-4)

单位体积的粘性力为

→

nan

四自ET工

Gyyx

tyě

dz

ryzV

dy

dx

管道

Tx₂V

2x,

tzy

txy

Gzz

95.1粘流的基本特性：(四)层流和素流

二维通道中的流动

·考虑平行壁面构成的二维通道中的定常流动，

通道进口截面上的流动参数均匀分布，且速度

平行于通道中心线。如果流体是理想的且不受外力作用，则这一流动极为简单，即流体的速度四和压力P在整个通道中到处均匀分布，

见下图。

5.1粘流的基本特性：(四)层流和紊流

21)

21

完全发展的流动

真实流体

层流+湍流

真实流体

层流

i阶段

理想流体

95.1粘流的基本特性：(四)层流和素流

·如果流体是理想的且不受外力作用，流体在流

动过程中没有任何机械能的损失，流体以其一开始所具有的惯性即可永远维持定常均匀的流

动。

·现在，考察真实流体通过同一通道的流动。可

以发现，与理想流体流动不同的是真实流体附着于通道内壁，因而固壁上流体的速度为零。

·对于真实流体在上述通道中的流动，可以发

现两种情况：

5.1粘流的基本特性：(四)层流和素流

√当雷诺数小于某一临界值时，边界

层内的流动和完全发展的流动都是层流的。

当雷诺数大于某一临界值时，边界层内的流动

在进口附近是层流的，但向下游经过一段距离后，就开始过渡为湍流流动；

·在上述两种情况中，无论