工程流体力学笔记暂记34 (平板层流边界层的方程)

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分类专栏： 力学+地球物理科学+化学 文章标签： 笔记
于 2020-11-26 17:57:07 首次发布
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本文讨论了粘性流体绕平板流动这一简单情况的特点，即仅存在摩擦阻力而无压差阻力。介绍了如何利用边界层动量积分方程进行计算，并给出了适用于层流和湍流状态的简化方程。文中还提到了通过设定速度方程为多项式形式并结合边界条件来求解未知系数的方法。

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粘性流体绕物体的流动中最简单的情况就是绕平板的运动
因为只有摩擦阻力 没有压差阻力

边界层动量积分方程的应用

  • 根据理想流体区的欧拉积分方程 我们可以确定边界层外边界的压强为一常数
    所以可得到边界层内所有点的压强均是相等的
    将所得带入边界层动量积分方程 对其进行简化
    所得方程对层流和湍流均是适用的

在这里插入图片描述
我们假设速度的方程为多项式形式
当然次数越高 方程的描述越精确、但其对应的计算就更为复杂
这里我们用二次的 a0 a1 a2 为待定系数 通过边界条件获得

第三个边界条件是由理想流体区的速度分布规律确定的
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
fd是全板所受的摩擦力 b是平板的宽度
在这里插入图片描述
只是用于平板层流边界层的阻力计算公式

CG

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这是因为使用的牛顿流体的本构方程。 在高雷诺数时，也不一定就是粘性力远小于惯性力。“在高雷诺数时，粘性力远小于惯性力”对于同一区域是合理的，比如对于主流区或者对于边界层，如果分析主流区，则雷诺数，粘性力，惯性力需要都是用主流区的。若分析边界层，则雷诺数，粘性力，惯性力需要都是用边界层的。 比如在分析边界层的雷诺数时，特征尺度可以选取边界层的比如名义厚度，而不是选取整个管径。 边界层内粘性力不可忽略是因为，即便流体粘性很小，但流体沿y的速度梯度很大。对于粘性流体，仅在边界层内，粘性力比较大，
《船舶流体力学》知识点总结——1.绪论
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