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流体力学电子教案第七章边界层理论基础

如果粘性很小的流体（如水、空气等）在大时与物体接触并有相对运动，则靠近物面的薄流体层因受粘性剪应力而使速度减小；紧贴物面的流体粘附在物面上，与物面的相对速度等于零；由物面向上，各层的速度逐渐增加，直到与自由流速相等。把从物面向上的这一流体减速薄层叫作边界层。7.1边界层概述主要解决问题：物体在实际流体中作等速直线运动时所受到的粘性阻力问题。五曲面边界层及边界层分离（separationofboundarylayer）曲面边界层重要特性：曲面边界层发生边界层分享和形成旋涡而产生较大的压差阻力椭圆形7.2绕流阻力

当Re很小时，边界层属层流性质,此时绕流阻力仅有摩擦阻力,尚无旋涡发生,Cd与Re成反比。Re增大,圆柱体尾部即有旋涡发生,此时绕流阻力由摩擦阻力及压强阻力两部分组成。当Re增至104时,压强阻力是主要的,相对比较摩擦阻力很小,故绕流阻力几乎与Re无关。当Re增至3×105

时,发现一个有趣的现象,即Cd

突然下降,这是因为此时圆柱表面的层流边界层开始转变为紊流边界层的缘故。因紊流时边界层内的流速要比层流时为大,即紊流时边界层内液流所具有的动能较层流时为大,因此紊流时边界层分离点的位置较层流时更接近于尾部。一般层流时分离点在α=83°左右之处,而紊流时α=140°左右如图所示,所以当层流转变为紊流边界层时压强阻力系数突然减小。

减小尾流的主要途径：使绕流体型尽可能流线

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