粘性流體力學(xué)講授：夏晨南京航空航天大學(xué).二院-----本科生課程講稿.2014-----§3-0層流流動概述§3-1平直流動§3-2二維層流附面層

§3-3層流附面層的工程計算§3-4可壓縮性和三維效應(yīng)對附面層影響第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

平板附面層工程計算附面層厚度的計算由平板附面層的Blasuis解得，附面層邊界處η=5.0第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

平板附面層工程計算附面層厚度的計算由平板附面層的Blasuis解得，附面層邊界處η=5.0第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

平板附面層工程計算附面層厚度的計算由平板附面層的Blasuis解得，附面層邊界處η=5.0第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

平板附面層工程計算附面層厚度的計算由平板附面層的Blasuis解得，附面層邊界處η=5.0第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

平板附面層工程計算壁面摩擦應(yīng)力和摩擦系數(shù)由Blasuis解得壁面處第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

平板附面層工程計算壁面摩擦應(yīng)力和摩擦系數(shù)第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

平板附面層工程計算壁面摩擦應(yīng)力和摩擦系數(shù)第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

附面層積分關(guān)系解法實際工程問題的邊界層一般不滿足相似性解條件而得不到解析解。為此，發(fā)展了近似解法——積分關(guān)系式法，這種方法不詳細(xì)追究滿足邊界層速度分布，只關(guān)心速度分布滿足邊界條件和積分關(guān)系式的平均特性附面層的Karmann積分關(guān)系平板附面層有:第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算

附面層積分關(guān)系解法

更全面的附面層積分關(guān)系

H稱為（附面層速度分布）形狀因子，工程中經(jīng)常使用來度量附面層速度分布是否飽滿第三章層流流動用含待定參數(shù)f(x)來描述的附面層速度型，得出δ*,θ,τw等§3-3層流附面層的工程計算

附面層積分關(guān)系解法

使用附面層積分關(guān)系和無粘流計算結(jié)合求解第三章層流流動反復(fù)迭代計算使用無粘流解法算處附面層外流場用附面層邊界處參數(shù)求解附面層積分關(guān)系將物面用附面層位移厚度修正，并添加上尾跡，再用無粘流解法計算最終求解完成§3-3層流附面層的工程計算

附面層積分關(guān)系解法

使用附面層積分關(guān)系和無粘流計算結(jié)合求解思考分析題：1，機(jī)翼上下表面的沿程壓力增加或減少會使附面層增厚還是減薄？2，注意機(jī)翼上表面沿程壓力分布，使用課件（交互式網(wǎng)頁Foil.html）設(shè)計機(jī)翼，考慮何種方案不易發(fā)生氣流分離？第三章層流流動§3-3層流附面層的工程計算溫度邊界層簡介

壁面附近溫度會因物面與主流的溫差和熱擴(kuò)散作用而形成溫度附面層可壓縮流能量方程和動量方程需耦合求解，此時溫度附面層與速度附面層存在雷諾比擬關(guān)系第三章層流流動速度附面層

溫度附面層§3-3層流附面層的工程計算溫度邊界層簡介

當(dāng)Pr=1時，Karmann和錢學(xué)森得出絕熱壁面：當(dāng)Pr≠1時，近似有：第三章層流流動

r為復(fù)溫因子，層流約為Pr1/2速度附面層

溫度附面層溫度附面層設(shè)計一微型飛機(jī)的機(jī)翼某小型無人機(jī)重30kg，設(shè)計飛行速度80m/s，飛行高度1000m。使用Foil.html等課件作工具，設(shè)計其機(jī)翼，（1）應(yīng)使該機(jī)翼在2度攻角時可產(chǎn)生足夠升力保持飛機(jī)勻速平飛，且（2）盡量使附面層（尤其是上翼面）處于不易分離的壓力梯度下；（3）在此基礎(chǔ)上，分析估算摩擦阻力，應(yīng)盡量減小摩阻。大作業(yè)

大作業(yè)講解Thwaites方法：則當(dāng)?shù)啬ψ栌校焊鶕?jù)F-S方程解和實驗數(shù)據(jù)，可認(rèn)為l和H都僅是λ的單變量函數(shù)：大作業(yè)講解Thwaites方法：將用λ表示的H和當(dāng)?shù)啬ψ鑾肷鲜剑捍笞鳂I(yè)講解T