边界层简介
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发布时间：2024-09-26 19:28
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时间：2024-11-08 20:31
从物体表面向外，流体的速度迅速提升，直至达到自由流的速度，即理想绕流的速度。在此过程中，温度边界层通常与来流速度相当，其速度在法向方向对垂直表面的梯度显著增大。即使流体的粘度较低，如空气或水，粘性力相对于惯性力依然不容忽视，它们在流动中起着重要作用，因此这类流动属于粘性流动范畴。
在边界层之外，速度梯度变得微小，粘性力可以忽略，流动可以近似为无粘或理想的流动模式。在高雷诺数的条件下，边界层特别薄，其厚度远小于沿着流动方向的长度。在这种情况下，可以依据尺度和速度变化率的相对大小，简化纳维-斯托克斯方程，得到边界层方程。在处理高雷诺数的绕流问题时，可以将流动分解为边界层内的粘性流动和边界层外的理想流动两部分，分别进行迭代求解。
边界层根据其特性，可分为层流、湍流和混合流，以及低速（不可压缩）和高速（可压缩）的区分。此外，还有二维和三维的区别。由于粘性和热传导密切相关，高速流动中除了速度边界层，还会存在温度边界层。下面的图片展示了水中边界层与摩擦阻力之间的关系。
扩展资料
边界层（boundary layer）是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层，又称流动边界层、附面层。这个概念由近代流体力学的奠基人，德国人Ludwig Prandtl于（普朗特）1904年首先提出。从那时起，边界层研究就成为流体力学中的一个重要课题和领域。在边界层内，紧贴物面的流体由于分子引力的作用 ，完全粘附于物面上 ，与物体的相对速度为零。
