知识点：流动边界层PPT.

知识点：流动边界层
δ
y w∞
w
0
y
w∞ x(w)
w∞
w∞
层流底层
x0
x(w)
层流边界层 过渡段 紊流边界层
图1 流动边界层示意图
图2 流体外掠平板时流动 边界层的形成和发展
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2.流动边界层的形成和发展 流动边界层的形成和发展过程可以用速度均匀的流体外 掠平板时反映出来。如图2，当流体与平壁前端x=0处接触时 流动边界层厚度δ=0。随随着流体进入平壁后，由于粘性的 切应力的作用，在壁面上形成层流边界层，其厚度δ随着距 平壁前端距离x的增加而增加，在距前端x0之前始终保持层流 状态。随着边界层厚度的增加，粘滞阻力对边界层外边缘处 流体的影响开始减弱，相反惯性力的影响相对加强。这使得 层流边界层从其边缘开始，逐渐变得不稳定起来，即层流边 界层开始向紊流边界层过渡。开始形成紊流区，除靠近壁面 处有一薄层层流底层外，主要是紊流核心，紊流区成为边界 层的主体，这种边界层称为紊流边界层。由层流向紊流过渡
面处仍有薄层流体保持层流，称为层流底层；
（4）只有在边界层内才显示流体粘性的影响。
知识点：流动边界层
1.流动边界层的概念 当粘性流体流过固体壁面时，固体壁面附近的流体流动 速度变化较大，由于壁面摩擦阻力的阻滞作用，靠近固体壁 面的流体速度下降，形成一个速度有明显变化的流体薄层， 称为流动边界层（或称速度边界层）。在边界层内，距离壁 面越近，流速越小，在贴近壁面处流速为零，而远离壁面处 的速度则不受此影响，继续保持主流速度w∞。流动边界层厚 度记为δ，如图1所示。由此可见，整个流场可以划分为边界 层区和主流区两个区域，边界层区内流体运动具有较大的速 度梯度，流体具有较大的粘滞应力。而在边界层以外的主流 区，流体的速度变化率接近于零，粘滞应力可忽略不计，而 把流体作为无粘性的理想流体。
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的开始处距离平壁前端的距离x0称为临界距离。它由临界雷 诺数确定
Rec

ຫໍສະໝຸດ Baiduw xc v
对于外掠平板的流动，一般情况下可取Rec=5×105。
3.流动边界层的特征
（1）边界层厚度δ沿流体流动方向逐渐增厚且与壁面特
性尺寸l相比是极小值；
（2）边界层内存在较大的速度梯度；
（3）边界层内的流态分层流和紊流，紊流边界层紧靠壁