上游充通大学 9.2边界层的描述 Shanghai Jiao Tong University 边界层的厚度(Boundary Layer Thickness)δ 一 般将壁面流速为零与流速达到来流速度的99%处之间的 距离定义为边界层厚度δ。边界层厚度沿着流体流动方向逐 渐增厚，这是由于边界层中流体质点受到摩擦阻力的作用，沿 着流体流动方向速度逐渐减小，因此，只有离壁面逐渐远些， 也就是边界层厚度逐渐大些才能达到来流速度。 Fluid partidle Laminar boundary Turbulent boun dary Leading layer layer edge x=0
Shanghai Jiao Tong University 9.2 边界层的描述 边界层的厚度(Boundary Layer Thickness)δ 一般将壁面流速为零与流速达到来流速度的99％处之间的 距离定义为边界层厚度δ 。边界层厚度沿着流体流动方向逐 渐增厚，这是由于边界层中流体质点受到摩擦阻力的作用，沿 着流体流动方向速度逐渐减小，因此，只有离壁面逐渐远些， 也就是边界层厚度逐渐大些才能达到来流速度
上浒充通大￥ 9.2边界层的描述 Shanghai Jiao Tong University 边界层的流态 根据实验结果可知，同管流一样，边界层内也存在着层 流和紊流两种流动状态，若全部边界层内部都是层流，称为 层流边界层，若在边界层起始部分内是层流，而在其余部分 内是紊流，称为混合边界层，在层流变为紊流之间有一过渡 区。 判别边界层的层流和紊流的准则数仍为雷诺数，但雷诺 数中的特征尺寸用离前缘点的距离x表示之，特征速度取边界 层外边界上的速度'，即临界雷诺数为 Re VxK=(3.5≈5.0)×10 5
Shanghai Jiao Tong University 9.2 边界层的描述 边界层的流态 根据实验结果可知，同管流一样，边界层内也存在着层 流和紊流两种流动状态，若全部边界层内部都是层流，称为 层流边界层，若在边界层起始部分内是层流，而在其余部分 内是紊流，称为混合边界层，在层流变为紊流之间有一过渡 区。 判别边界层的层流和紊流的准则数仍为雷诺数，但雷诺 数中的特征尺寸用离前缘点的距离x表示之，特征速度取边界 层外边界上的速度 ，即临界雷诺数为 V∞ 5 == × 10)0.5~5.3( ∞ ν K x K xV Re
上游充通大学 9.2边界层的描述 Shanghai Jiao Tong University 在平板的前部边界层呈层流状态，随着流程的增加，边界 层的厚度也在增加，层流变为不稳定状态，流体的质点运动变 得不规则，最终发展为紊流，这一变化发生在一段很短的长度 范围，称之为转捩区，转类区的开始点称为转捩点。转类区下 游边界层内的流动为紊流状态。 6(x) Laminar Transitional Turbulent Rex 105 Rex≡3X106
Shanghai Jiao Tong University 9.2 边界层的描述 在平板的前部边界层呈层流状态，随着流程的增加，边界 层的厚度也在增加，层流变为不稳定状态，流体的质点运动变 得不规则，最终发展为紊流，这一变化发生在一段很短的长度 范围，称之为转捩区，转类区的开始点称为转捩点。转类区下 游边界层内的流动为紊流状态
上游充通大￥ 9.2边界层的描述 Shanghai Jiao Tong University 在转捩区和紊流区的壁面附近，由于流体的质点的随机 脉动受到平板壁面的限制，因此在靠近壁面的更薄的区域 内，流动仍保持为层流状态，称为层流底层和粘性底层。 层流底层 层流边界层 过渡区域 紊流边界层
Shanghai Jiao Tong University 9.2 边界层的描述 层流边界层 过渡区域 紊流边界层 层流底层 在转捩区和紊流区的壁面附近，由于流体的质点的随机 脉动受到平板壁面的限制，因此在靠近壁面的更薄的区域 内，流动仍保持为层流状态，称为层流底层和粘性底层
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Shanghai Jiao Tong University 9.2 边界层的描述 边界层的排挤厚度(Displacement Thickness) * 0 0 1 1 u u dy dy U U δ δ ∞ ⎛⎞ ⎛⎞ =− =− ⎜⎟ ⎜⎟ ⎝⎠ ⎝⎠ ∫ ∫ * δ