C4不可压缩粘性流体外流 C4不可压缩粘性流体外流十外层势流 C41引言分区 内层边界层 流动特点 壁面流动A贴壁 速度分布摩擦阻力 分离十尾流区形状阻力 解析法 N-S方程|边界层方程 摩擦阻力 动量积分方程 研究方法数值法 实验边界层分离形状阻力 交通工具 阻力问题 健筑物绕流‖动力响应 应用 大气边界层生态环境 自由湍流射流
C4 不可压缩粘性流体外流 C4.1 引言 C4 不可压缩粘性流体外流 流动特点 N-S方程 研究方法 解析法 自由湍流射流 大气边界层 交通工具 应 用 动量积分方程 壁面流动 实 验 数值法 分 离 贴 壁 外 层 分 区 内 层 建筑物绕流 阻力问题 动力响应 生态环境 边界层分离 形状阻力 势 流 边界层 速度分布 摩擦阻力 尾流区 形状阻力 边界层方程 摩擦阻力
不可压缩粘性流体外流 C4,2边界层概念 例1:空气运动粘度v=1.4×103m2/s 设汽车h=1.5m,V=80km/h=22m/s h22×1.5 Re =2.4×106 1.4×10 例2:水运动粘度v=1×106m2/s 设船1=10m,V=10km/h=2.8m/s 2.8×10 Re= 2.8×10 大Re数流动是常见现象 C4.2.1边界层特点 1.边界层很薄 普朗特理论:边界层内惯性力与粘性力量级相等
C4.2 边界层概念 例1：空气运动粘度 5 1 4 10 2 . m s − = 6 5 22 1 5 2 4 10 1 4 10 Vh . Re . . − = = = 大Re数流动是常见现象. 1. 边界层很薄 C4 不可压缩粘性流体外流 设汽车 h . m , V km h m s = = = 1 5 80 22 例2：水运动粘度 6 1 10 2 m s − = 7 6 2.8 10 1 10 2.8 10 Re = = = − Vl 设船 l m , V km h . m s = = = 10 10 2 8 C4.2.1 边界层特点 普朗特理论：边界层内惯性力与粘性力量级相等
C4.,2.1边界层特点 ax ay Re 当Re=106,/l=0.001 2.边界层厚度增长 6(x) IvX x 3.边界层内流态 实验测量表明边界层内层流U 态向湍流态转捩的雷诺数为 Re=3.2×10
C4.2.1 边界层特点 当 6 Re l . = = 10 , 0 001 2 2 ~ y u x u u 2 2 ~ U l U l Ul ~ 2 2 Re 1 ~ l 2. 边界层厚度增长 x Ux x ~ ( ) 2 2 3. 边界层内流态 实验测量表明边界层内层流 态向湍流态转捩的雷诺数为 5 3 2 10 Re . xcr = x ( x ) ~ U
边界层概念 C42.2边界层厚度 1.名义厚度6 定义为速度达到外流速度99的厚度。 对平板层流边界层 6=5.0 2.位移厚度8 将由于不滑移条件造成的质量亏损折算成U 秀粘性流体的流量相应的厚度8。又称 UC 质量流量亏损厚度
1. 名义厚度δ C4.2.2 边界层厚度 定义为速度达到外流速度99%的厚度。 C4.2 边界层概念 2. 位移厚度 δ* U x = 5.0 对平板层流边界层 将由于不滑移条件造成的质量亏损折算成 无粘性流体的流量相应的厚度δ* 。又称 为 质量流量亏损厚度 0 1 d * u ( ) y U = −
C422边界层厚 3.动量厚度0 (1-/U/ 将由于不滑移条件造成的动量流量 U 亏损折算成无粘性流体的动量流量 相应的厚度0 0 u e 0.5 动量厚度<位移厚度
C4.2.2 边界层厚度 将由于不滑移条件造成的动量流量 亏损折算成无粘性流体的动量流量 相应的厚度θ 。 3. 动量厚度θ • 动量厚度<位移厚度 1 d 0 u u ( ) y U U = −