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十月 18, 2023
邊界層, 又称附面层是一個流體力學名詞, 表示流體中緊接著管壁或其他固定表面的部份, 是由黏滯力產生的效應, 和雷諾數re有關, 示意圖, 圖中可看出由層流演變為紊流的過程一般提到的是指速度的, 在外, 流體的速度接近定值, 不隨位置而變化, 在內, 在固定表面上流速為0, 距固定表面越遠, 速度會趨近一定值, 流體速度及自由速度u, displaystyle, 厚度, 编辑若流體的速度為u, displaystyle, nbsp, displaystyle, nbsp, 為該點和固定表面的距離, 而流體在不受黏滯. 邊界層 又称附面层是一個流體力學名詞 表示流體中緊接著管壁或其他固定表面的部份 邊界層是由黏滯力產生的效應 和雷諾數Re有關 邊界層示意圖 圖中可看出由層流演變為紊流的過程一般提到的邊界層是指速度的邊界層 在邊界層外 流體的速度接近定值 不隨位置而變化 在邊界層內 在固定表面上流速為0 距固定表面越遠 速度會趨近一定值 流體速度及自由速度u o displaystyle u o 邊界層厚度 编辑若流體的速度為u y displaystyle u y nbsp y displaystyle y nbsp 為該點和固定表面的距離 而流體在不受黏滯力影響的速度為自由速度u o displaystyle u o nbsp 則可依下式定義邊界層厚度 也稱作速度邊界層厚度 d displaystyle delta nbsp 即速度到達99 自由速度u o displaystyle u o nbsp 的位置 u d 0 99 u o displaystyle u delta 0 99u o nbsp 邊界層厚度越小 邊界層內速度的變化率越大 可以視為速度的擴散率越大 在不可壓縮流中 位移厚度 displacement thickness d 或d1可以用以下的方式定義 d 0 1 u y u 0 d y displaystyle delta int 0 infty left 1 u y over u 0 right dy nbsp 而在可壓縮流中對應的定義如下 r displaystyle rho nbsp 為流體密度 d 0 1 r u y r 0 u 0 d y displaystyle delta int 0 infty left 1 rho u y over rho 0 u 0 right dy nbsp 位移厚度可視為若流體沒有黏滯力 其速度為自由速度u o displaystyle u o nbsp 若其流量 可壓縮流中為質量流量 和原來流場的流量相同 流體可以減少的厚度 位移厚度可以量度在一流場中 因黏滯力而減少的流量 以類似的方式可以定義動量厚度 momentum thickness 8或d2 a t h gt d 0 1 r u y r 0 u 0 d y displaystyle ath gt delta int 0 infty left 1 rho u y over rho 0 u 0 right dy nbsp 動量厚度可視為若流體沒有黏滯力 其速度為自由速度u o displaystyle u o nbsp 若其總動量和原來流場的動量相同 流體可以減少的厚度 熱傳的邊界層厚度 编辑在熱傳導中也有熱的邊界層 熱邊界層厚度定義和邊界層厚度類似 是從邊界到溫度為99 原始流體溫度位置的距離 熱的邊界層厚度越小 表示熱傳的效果越好 熱傳的邊界層厚度及速度邊界層厚度的關係由普兰特尔数Pr控制 若 Pr 1 兩者厚度相同 若Pr gt 1 熱傳邊界層厚度較薄 熱傳的效果較好 若 Pr lt 1 熱傳邊界層厚度較厚 熱傳的效果較差 如空氣 參考文獻 编辑A D Polyanin and V F Zaitsev Handbook of Nonlinear Partial Differential Equations Chapman amp Hall CRC Press Boca Raton London 2004 ISBN 1 58488 355 3 A D Polyanin A M Kutepov A V Vyazmin and D A Kazenin Hydrodynamics Mass and Heat Transfer in Chemical Engineering Taylor amp Francis London 2002 ISBN 0 415 27237 8 Herrmann Schlichting Klaus Gersten E Krause H Jr Oertel C Mayes Boundary Layer Theory 8th edition Springer 2004 ISBN 3 540 66270 7 John D Anderson Jr Ludwig Prandtl s Boundary Layer Physics Today December 2005 Anderson John Fundamentals of Aerodynamics 2nd edition Toronto McGraw Hill 1991 711 714 ISBN 0 07 001679 8 引文格式1维护 冗余文本 link 取自 https zh wikipedia org w index php title 邊界層 amp oldid 61765128, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,