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,如图5-2所示,在层流变为紊流 之间有一过渡区。在紊流边界层内紧靠壁面处也有一层极薄 的层流底层。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 R (5-1
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，如图5-2所示，在层流变为紊流 之间有一过渡区。在紊流边界层内紧靠壁面处也有一层极薄 的层流底层。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 V V x Rex = (5-1)
线总 层流底层 层流边界层 过渡区域 紊流边界层 图5-2平板上的混合边界层
图5-2 平板上的混合边界层 层流边界层 过渡区域 紊流边界层 层流底层
对平板的边界层,层流转变为紊流的临界雷诺数 为Re=5×105~3×109临界雷诺数的大小与物体壁面的粗糙度、 层外流体的紊流度等因素有关。增加壁面粗糙度或层外流体 的紊流度都会降低临界雷诺数的数值,使层流边界层提前转 变为紊流边界层 边界层的基本特征 (1)与物体的特征长度相比,边界层的厚度很小,d<<x (2)边界层内沿厚度方向,存在很大的速度梯度 (3)边界层厚度沿流体流动方向是增加的,由于边界 层内流体质点受到黏性力的作用,流动速度降低,所 以要达到外部势流速度,边界层厚度必然逐渐增加
对平板的边界层，层流转变为紊流的临界雷诺数 为 。临界雷诺数的大小与物体壁面的粗糙度、 层外流体的紊流度等因素有关。增加壁面粗糙度或层外流体 的紊流度都会降低临界雷诺数的数值，使层流边界层提前转 变为紊流边界层。 二、边界层的基本特征 (1) 与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小, . (2) 边界层内沿厚度方向，存在很大的速度梯度。 (3) 边界层厚度沿流体流动方向是增加的，由于边界 层内流体质点受到黏性力的作用，流动速度降低，所 以要达到外部势流速度，边界层厚度必然逐渐增加。 x 5 6 Rex = 510 ~ 310
(4)由于边界层很薄,可以近似认为边界层中各截面上的 压强等于同一截面上边界层外边界上的压强值。 (5)在边界层内,黏性力与惯性力同一数量级 (6)边界层内的流态,也有层流和紊流两种流态
(4) 由于边界层很薄，可以近似认为边界层中各截面上的 压强等于同一截面上边界层外边界上的压强值。 (5) 在边界层内，黏性力与惯性力同一数量级。 (6) 边界层内的流态，也有层流和紊流两种流态
第二节边界层的动量积分方程 边界层内的流体是黏性流体的运动,理论上可以用N-S方程 来研究其运动规律。但由此得到的边界层微分方程中,非 线性项仍存在,因此即使对于外形很简单的绕流物体求解 也是很复杂的,目前只能对平板、楔形体绕流层流边界层 进行理论计算求得其解析解。但工程上遇到的很多问题, 如任意翼型的绕流问题和紊流边界层,一般来说求解比较 困难,为此人们常采用近似解法,其中应用的较为广泛的 是边界层动量积分方程解法
第二节 边界层的动量积分方程 边界层内的流体是黏性流体的运动，理论上可以用N-S方程 来研究其运动规律。但由此得到的边界层微分方程中，非 线性项仍存在，因此即使对于外形很简单的绕流物体求解 也是很复杂的，目前只能对平板、楔形体绕流层流边界层 进行理论计算求得其解析解。但工程上遇到的很多问题， 如任意翼型的绕流问题和紊流边界层，一般来说求解比较 困难，为此人们常采用近似解法，其中应用的较为广泛的 是边界层动量积分方程解法