1樓:匿名使用者
速度邊界層:
流體在壁面附近有一薄層具有明顯的速度梯度,稱為速度邊界
層溫度邊界層:流體在壁面附近有一薄層具有明顯的溫度梯度,稱為溫度邊界層,也稱為熱邊界層
邊界層理論的邊界層
2樓:手機使用者
流體在抄大雷諾數下作繞流流動時,在離固體壁面較遠處,粘性力比慣性力小得多,可以忽略;但在固體壁面附近的薄層中,粘性力的影響則不能忽略,沿壁面法線方向存在相當大的速度梯度,這一薄層叫做邊界層。流體的雷諾數越大,邊界層越薄。從邊界層內的流動過渡到外部流動是漸變的, 所以邊界層的厚度δ通常定義為從物面到約等於99%的外部流動速度處的垂直距離,它隨著離物體前緣的距離增加而增大。
根據雷諾數的大小,邊界層內的流動有層流與湍流兩種形態。一般上游為層流邊界層,下游從某處以後轉變為湍流,且邊界層急劇增厚。層流和湍流之間有一過渡區。
當所繞流的物體被加熱(或冷卻)或高速氣流掠過物體時,在鄰近物面的薄層區域有很大的溫度梯度,這一薄層稱為熱邊界層。
邊界層理論的介紹
3樓:小費
當流體在大雷諾數條件下運動時,可把流體的粘性和導熱看成集中作用在流體表面的專薄層即邊界層內。根屬據邊界層的這一特點,簡化納維-斯托克斯方程,並加以求解,即可得到阻力和傳熱規律。這一理論是德國物理學家l.
普朗特於2023年提出的,它為粘性不可壓縮流體動力學的發展創造了條件。
邊界層的概念是什麼?邊界層理論對流體力學的發展有什麼重要意義
4樓:藍牌
概念:邊界層是高雷諾數繞流中緊貼物面的粘性力不可忽略的流動薄層,又稱流動邊界層、附麵層。它的厚度是:
從物面 (當地速度為零)開始,沿法線方向至速度與當地自由流速度u 相等(嚴格地說是等於0.990或0.995u)的位置之間的距離。
重要意義:
控制邊界層的不利影響。例如,在應用上(例如對航空飛行器來說),層流邊界層的過渡和分離,使機翼阻力(增加)或舉力減少(甚至失速),因此人們很早就設法使機翼表面光滑,並設計「層流翼剖面」,以維持層流邊界層。但這種控制是有限的,所以人們後來採用了許多人工控制邊界層的方法,以達到影響邊界層結構,從而避免邊界層內氣流分離,和減少阻力增加舉力的目的。
實驗和理論得出如下的使流體區域性加速的幾種有效方法:1使部分物面移動,2通過物面上的噴孔(狹縫)吹出流體,以增加表面滯流的能量(圖9);3通過物面上的狹縫,吸走滯流,使邊界層變薄,以抑制分離;4用不同氣體噴射,加速滯流;5變更機翼形狀
流體力學中的邊界層是如何定義的?是所有物體都有乙個邊界層嗎?
5樓:匿名使用者
由於管壁表面是粗糙的,並且流體具有一定的粘性,故而可以得出很接近壁面的流體其速度並不等於該流體的來流速度。其速度在壁面沿其法線方向(即垂直壁面的方向)由零逐漸增加到來流的給定速度。所以說靠近壁面的流體會有一層很薄的區域,該區域稱為邊界層。
邊界層內流體流速有一定的分布(一般假設是對數分布),且流動狀態也有一定的變化,一般最靠近壁面的為層流區,即而為湍流過渡區,最後為湍流區。
因為不存在光滑固體和理想流體,所以說近壁面流動都存在乙個邊界層。但並不是所有的邊界層對流動都有很大的影響,大多都是可以忽略不計的。
什麼是邊界層,邊界層分離會造成什麼後果
6樓:春素小皙化妝品
邊界層指高雷諾數繞流中緊貼物面的粘性力不可忽略的流動薄層,又稱流動邊界層、附麵層。
在化工過程中,流動邊界層分離的弊端主要是增加了流動阻力損失,而其可能的好處則主要表現在增加了湍流程度。
如果粘性很小的流體(如水,空氣等)在大雷諾數時與物體接觸並有相對運動,則靠近物面的薄流體層因受粘性剪應力而使速度減小;緊貼物面的流體粘附在物面上,與物面的相對速度等於零;由物面向上,各層的緯度逐漸增加,直到與自由流速相等。l-普朗特把從物面向上的這一流體減速薄層叫作邊界層。
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邊界層為乙個薄層,它緊靠物面,沿壁面法線方向存在著很大的速度梯度和旋度的流動區域。粘性應力對邊界層的流體來說是阻力,所以隨著流體沿物面向後流動,邊界層內的流體會逐漸減速,增壓。
若流動在逆壓梯度作用下,則會進一步減速,最後整個邊界層內的流體的動能不足以長久的維持流動一直向下游進行,以致在物體表面某處其速度會與勢流的速度方向相反,即產生逆流。該逆流會把邊界層向勢流中排擠,造成邊界層突然變厚或分離。
邊界層分離之後,它將從緊靠物面的地方抬起進入主流,與主流發生參混。結果使整個摻混區域的壓力趨於一致。
7樓:天下相思
邊界層:邊界層是高雷諾數繞流中緊貼物面的粘性力不可忽略的流動薄層,又稱流動邊界層、附麵層。
邊界層分離後果:邊界層分離的弊端主要是增加了流動阻力損失,而其可能的好處則主要表現在增加了湍流程度。
邊界層要分離必須滿足兩個條件:一是逆壓強梯度。二是外層動量來不及傳入。
邊界層的規律:
1、如果粘性很小的流體在大雷諾數時與物體接觸並有相對運動,則靠近物面的薄流體層因受粘性剪應力而使速度減小;
2、緊貼物面的流體粘附在物面上,與物面的相對速度等於零;
3、由物面向上,各層的緯度逐漸增加,直到與自由流速相等。
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控制邊界層流動的技術:
1、表面絆線促進轉捩技術:設定絆線以施加擾動,則可以明顯縮短轉捩與尾跡之間的延遲。分離泡才被明顯地縮短,邊界層損失明顯降低。
此外,絆線提前轉捩,減小邊界層損失的技術可以在相當寬廣的雷諾數範圍內有效。
2、粗糙表面控制轉捩技術:在低雷諾數高負荷渦輪的吸力面,區域性逆壓梯度導致的流動分離、轉捩以及相應的流動損失大小都受到表面粗糙度的影響。即通過增強動量交換而不借助轉捩來促進分離流場再附。
參考資料
8樓:彼岸之戀
邊界層(boundary layer)是高雷諾數繞流中緊貼物面的粘性力不可忽略的流動薄層,又稱流動邊界層、附麵層。這個概念由近代流體力學的奠基人,德國人ludwig prandtl於(普朗特)2023年首先提出。從那時起,邊界層研究就成為流體力學中的乙個重要課題和領域。
在邊界層內,緊貼物面的流體由於分子引力的作用 ,完全粘附於物面上 ,與物體的相對速度為零邊界層流動從物體表面脫離的現象。二維邊界層分離有兩種情況,一是發生在 邊界層分離光滑物面上,另一是發生在物面有尖角或其他外形中斷或不連續處。光滑物面上發生分離的原因在於,邊界層內的流體因克服粘性阻力而不斷損失動量,當遇到下游壓力變大(即存在逆壓梯度)時,更需要將動能轉變為壓力能,以便克服前方壓力而運動,這種情況越接近物面越嚴重。
因此邊界層內法向速度梯度越接近物面下降越甚,當物面法向速度梯度在某位置上小到零時,表示一部分流體速度已為零,成為「死水」,邊界層流動無法沿物面發展,只能從物面脫離,該位置稱為分離點。分離後的邊界層在下游形成較大的旋渦區;但也可能在下游某處又回附到物面上,形成區域性回流區或氣泡。尖點處發生邊界層分離的原因在於附近的外流流速很大,壓強很小,因而向下游必有很大的逆壓梯度,在其作用下,邊界層即從尖點處發生分離。
三維邊界層的分離比較複雜,是正在深入研究的課題。邊界層分離導致繞流物體壓差阻力增大、飛機機翼公升力減小、流體機械效率降低、螺旋槳效能下降等,一般希望避免或盡量推遲分離的發生;但有時也可利用分離,如小展弦比尖前緣機翼的前緣分離渦可導致很強的渦公升力。
9樓:水瓶婷劉
邊界層分離
解釋:當流體流過物體的時候,由於流體本身的粘性,靠近物體表面的流體的速度為零,而離開物體表面一定距離的流體的速度則不受粘性影響,此處的流動可以按照無粘來處理。
邊界層解釋:在物面和可以按無粘處理的流體之間的這一部分流體就是邊界層。
邊界層分離的兩個條件:
(1)流體有粘性;
(2)流體必須流過物面。
邊界層分離後果:
如果發生在機翼上將產生失速,會導致飛機墜毀。邊界層分離還會使機翼的阻力大大增加,機翼被設計成園頭尖尾的流線型就是為了減小阻力。在高亞音速飛機上採用的超臨界翼型,也是為了避免邊界層的分離。
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