1、ShanghaiJiaoTong當不ShanghaiJiaoTong當不可壓縮粘性流體流過平板時，在邊界層外界上沿平板方向的速度是相同的，而且整個流場和邊界層內的壓強都保持不變。當粘性流體流經曲面物體時，邊界層外邊界上曲面方向的速度是改變的，所以曲面邊界層內的壓也將同樣發生變化，對邊界層內發生曲面邊界層的分離現象將產生影響ShanghaiJiaoTong在實際工ShanghaiJiaoTong在實際工程中，物體的邊界往往是曲面（線型或非流線型物體）。當流體繞流非流線型物體時，一般會出現下列現象：物面上的邊界層在某個位置開始脫離物面并在物面附近出現與流方向相反的回流，流體力學中稱這種現象為界層分

2、離現象。流線型物體發生邊界層分離情況下也ShanghaiJiaoTongShanghaiJiaoTongShanghaiJiaoTong分離原因ShanghaiJiaoTong分離原因是什么發分分離的判據是什么特性是什么ShanghaiJiaoTong以不可壓縮流體繞流圓柱體為在圓柱體ShanghaiJiaoTong以不可壓縮流體繞流圓柱體為在圓柱體前駐點D處，流在DE段，流體加速減壓方向形成順壓梯度，在沿點流速達到最大；過E點后，d 體增壓，方向形成0d d d 壓梯度0ShanghaiJiaoTong當流體繞過ShanghaiJiaoTong當流體繞過圓柱體最高點E流到后半部時，壓強增加，

3、度減小，更促使邊界層內流體質點大，從而使動能消耗當達到S點時，近壁處流體質點的動能已被消耗完盡，體質點不能再繼續向前運動，于是一部分流體質點在S點停滯下來；過S點以后，壓強繼續增加，在壓強差的作用下，除了上的流體質點速度仍等于零外，近壁處的流體質點開。ShanghaiJiaoTong接踵而來的流體ShanghaiJiaoTong接踵而來的流體質點在近壁處都同樣被迫停滯，致越來越多被阻滯的流體在短時間內在圓柱體表面和主流之堆積起來，使邊界層劇烈增厚，邊界層內流體質點的倒流迅速擴展；而邊界層外的主流繼續向，這樣在這個區域內ST線為界，在ST線內是倒流，在ST線外是向前的主流，兩方向相反，從而形成旋

4、渦ShanghaiJiaoTong流體不再ShanghaiJiaoTong流體不再貼著圓柱表，而從曲面分出來，造成邊界層分離S點稱為分離點前和尾渦區外面的壓強壓差阻力的大小與物體ShanghaiJiaoTong以上的分如下結論粘性流體在壓力降低ShanghaiJiaoTong以上的分如下結論粘性流體在壓力降低區(加)，決不出現邊界層的分離只有在壓力升高區()，才有可能現分離，形成漩渦尤其是在主足夠大的情況下邊界層的分離就一定會發生ShanghaiJiaoShanghaiJiaoTongShanghaiJiaoTongShanghaiJiaoTongShanghaiJiaoTong分離及其產生原

5、邊ShanghaiJiaoTong分離及其產生原邊界相對平衡的動力學過程：慣性力、壓力梯度、粘性力13：順壓梯度35：逆壓梯度S：分離S點后：分離（動能）（層外主流）（阻滯ShanghaiJiaoTong邊界層分離的條件存ShanghaiJiaoTong邊界層分離的條件存在逆壓梯度區壁面或粘性的阻滯二。但也必，這兩個條件僅是產生離的必要條件而非充分條件ShanghaiJiaoTong2. 邊界層分離的判ShanghaiJiaoTong2. 邊界層分離的判別準Plandtl分離判據(二維定常邊界xs確定分離點S的位在分離點yShanghaiJiaoTong3.分ShanghaiJiaoTong3

6、.分的特邊界層離體，形成尾流（尾跡）ShanghaiJiaoTong分離點S的位置ShanghaiJiaoTong分離點S的位置 xs 與物體形狀和邊界層流邊界層容易分離狀態有關湍流邊界層不易分離，分離點將后移、尾跡變窄分離的結果產生壓差阻(形狀阻力升力下降、阻力增加噪聲增大出現縱向、橫向渦激振蕩ShanghaiJiaoTongShanghaiJiaoTong卡門渦街(vonKarmanvortex隨著雷諾數的增大，邊界ShanghaiJiaoTong當Re40時，邊界層對稱ShanghaiJiaoTong當Re90時，旋渦從柱體后部交替卡門渦街出來，形成當Re150時，渦，但旋渦的產生仍然是

7、周期性的隨著Re數繼續加大，周期性振頻振動，變成不規則的ShanghaiJiaoTong卡門渦街的利用ShanghaiJiaoTong卡門渦街的利用及危利用：測量流體來流速度及流量。渦街流量危害：會產生振動及噪聲，嚴重時產及聲振1940州的塔可馬a）吊橋被風吹ShanghaiJiaoTong分ShanghaiJiaoTong分離常常給工程上帶來很大危例如：機翼表面嚴重分離，將造成失速螺旋槳槳葉諧鳴、效率降低、空化、振動等引起葉輪機械機械能損失、劇烈喘振和旋轉失速，甚至造成結構破壞。因此，控制邊界層分離對于增升、減阻和減振等很有實用價值ShanghaiJiaoTong改ShanghaiJiaoT

8、ong改變物面形狀延長層流圓柱體和流線型柱ShanghaiJiaoTong將ShanghaiJiaoTong將物體設計成流線使物體后部細長，減小反向壓力差，以推遲或避免邊界層分離，達到減小旋渦阻力的目的。潛艇機翼、舵、飛機機身等都比較接近流線型避免尖點減少分因尖點后出現很強的反向壓力差，使邊界層立即在尖點處分離，應盡可能避免。ShanghaiJiaoTongShanghaiJiaoTong加導流在彎道處加導流片可以減小旋渦區，達到減小旋渦阻的目的常用于風洞和循環水槽，大斷面彎曲流ShanghaiJiaoTongShanghaiJiaoTong增加邊界層內流體的動分離點后ShanghaiJiao

9、Tong邊界層大雷諾ShanghaiJiaoTong邊界層大雷諾數下均勻繞流物體表面的流場可以劃分為三個域，即外部勢流、邊界、尾渦粘。邊界層外邊II尾部流區I邊界邊界層外邊itysreo Tong Univiai 邊界層內：層流邊界層，混合itysreo Tong Univiai 邊界層內：層流邊界層，混合邊界層，湍流邊界層，層流底層判別邊界層的層流和湍流的準則數為雷諾數 35.(xShanghaiJiaoTong邊界ShanghaiJiaoTong邊界層的厚度將壁面流速為零與流速達到來流速度的99處之間的離定義為邊界層厚度 。邊界層厚度沿著流增厚方向逐ShanghaiJiaoTong邊界層的

10、排擠厚uu1dy1U U ShanghaiJiaoTong邊界層的排擠厚uu1dy1U U 邊界層的動量厚u 1 u dyu 1 u U U U U ShanghaiJiaoTong邊界層的基本特征ShanghaiJiaoTong邊界層的基本特征與物體的特征長度相比，邊界層的厚度很小, 邊界層內沿厚度方向，存在很大的速度梯度邊界層厚度沿流方向是增加的由于邊界層很薄，可以近似認為邊界層中各截面上的壓等于同一截面上邊界層外邊界上的壓力值在邊界層內，粘性力與慣性力同一數量級邊界層內的流態，也有層流和湍流兩種流態ShanghaiJiaoTong層流邊界層的微分方程組為2vvx ShanghaiJiaoTong層流邊界層的微分方程組為2vvx xyyp vxvy ShanghaiJiaoTong層流邊界層的微分方程組還可以寫成2ShanghaiJiaoTong層流邊界層的微分方程組還可以寫成2vvxy ShanghaiJiaoTong順流無限長平板層流邊界層的控制方程為ShanghaiJiaoTong順流無限長平板層流邊界層的控制方程為2vx y ShanghaiJiaoTong邊界層Karman動量積分方程 V V ShanghaiJiaoT