【簡介:】邊界層(boundary layer)是高雷諾數(shù)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、附面層。這個概念由近代流體力學(xué)的奠基人,德國人Ludwig Prandtl于(普朗特)1904年首
邊界層(boundary layer)是高雷諾數(shù)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、附面層。這個概念由近代流體力學(xué)的奠基人,德國人Ludwig Prandtl于(普朗特)1904年首先提出。從那時起,邊界層研究就成為流體力學(xué)中的一個重要課題和領(lǐng)域。在邊界層內(nèi),緊貼物面的流體由于分子引力的作用 ,完全粘附于物面上 ,與物體的相對速度為零
邊界層流動從物體表面脫離的現(xiàn)象。二維邊界層分離有e69da5e6ba90e799bee5baa6e79fa5e兩種情況,一是發(fā)生在邊界層分離光滑物面上,另一是發(fā)生在物面有尖角或其他外形中斷或不連續(xù)處。光滑物面上發(fā)生分離的原因在于,邊界層內(nèi)的流體因克服粘性阻力而不斷損失動量,當(dāng)遇到下游壓力變大(即存在逆壓梯度)時,更需要將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽员憧朔胺綁毫Χ\(yùn)動,這種情況越接近物面越嚴(yán)重。因此邊界層內(nèi)法向速度梯度越接近物面下降越甚,當(dāng)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(fā)展,只能從物面脫離,該位置稱為分離點。分離后的邊界層在下游形成較大的旋渦區(qū);但也可能在下游某處又回附到物面上,形成局部回流區(qū)或氣泡。尖點處發(fā)生邊界層分離的原因在于附近的外流流速很大,壓強(qiáng)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(fā)生分離。三維邊界層的分離比較復(fù)雜,是正在深入研究的課題。邊界層分離導(dǎo)致繞流物體壓差阻力增大、飛機(jī)機(jī)翼升力減小、流體機(jī)械效率降低、螺旋槳性能下降等,一般希望避免或盡量推遲分離的發(fā)生;但有時也可利用分離,如小展弦比尖前緣機(jī)翼的前緣分離渦可導(dǎo)致很強(qiáng)的渦升力。