【邊界層】

豐碩

【邊界層】

 

boundarylayer

 

【辭書名稱】力學名詞辭典

 

普朗特(L,Prandtl)於1904年提出，在高雷諾茲數流動(highReynoldsnumberflow)中的流體，流過一流線型物體時，因流體分子黏性影響，會在固體邊界自由流流速(freestreamvelocity)，使得層鄰近產生一層極薄的流層。

 

層內的流體流速從邊界表面上不滑動的零速度，急遽地增大到層外的自內流體在固體邊界法線方向上有很大的流速梯度，形成不可忽視的剪力效應，此一薄層即為邊界層。

 

按牛頓黏性定律(Newton'slawofviscosity)，層內某點之剪力為τ=μ∂u/∂y，式中τ為剪應力；

 

μ為流體動力黏性係數；

 

∂u/∂y為邊界層法線方向的流速梯度。

 

邊界層的發生使流過固體表面的流場明顯的分為二域：一者為邊界層內的黏性流域(viscousflowregion)，又稱為剪力流域(shearflowregion)；

 

另者為層外無流速梯度、無剪力效應的自由流域(freestreamregion)，又稱勢流域(poteentialflowregion)。

 

邊界層厚度一般均視為從固體邊界上，y=0，向邊界層外取速度為自由流速的99%處的位置的厚度，稱為動量邊界層厚度(momentumboundarylayerthickness)，簡稱邊界層厚度(boundarylayerthickness)。

 

此邊界層厚度一是一個比較實用但不甚確定的厚度，因為在接近邊界層外緣處，流速梯度甚小，0.99的位置不易確認。

 

邊界層的存在，乃同時因層內極大的流速梯度而產生固體表面的摩擦力(skinfriction)。

 

摩擦應力為τ0=μ(∂u/∂y)y=0，此一結果描述了一項事實—不論黏性是如何小的流體，流過固體表面時都將產生拖力(drag)。

 

 

轉自:http://edic.nict.gov.tw/cgi-bin/tudic/gsweb.cgi?o=ddictionary