《FLUENT 14流场分析自学手册》——1.3 附面层理论
本節書摘來自異步社區《FLUENT 14流場分析自學手冊》一書中的第1章,第1.3節,作者:張惠 , 康士廷著,更多章節內容可以訪問云棲社區“異步社區”公眾號查看
1.3 附面層理論
FLUENT 14流場分析自學手冊
附面層是流體力學中經常要涉及的一個概念,下面進行簡要介紹。
1.3.1 附面層概念及附面層厚度
對于黏性較小的流體繞流物體,黏性的影響僅限于貼近物面的薄層中,在這薄層之外,黏性的影響可以忽略。普朗特把物面上受到黏性影響的這一薄層稱為附面層(或邊界層),并在大雷諾數下附面層非常薄的前提下,對黏性流體運動方程做了簡化,得到了被人們稱為普朗特方程的附面層微分方程。
附面層厚度δ的定義:如果以V 0表示外部無黏流速度,則通常把各個截面上速度達到V x=0.99V 0或V x= 0.995 V 0值的所有點的連線定義為附面層外邊界,而從外邊界到物面的垂直距離定義為附面層厚度。
1.3.2 附面層微分方程
根據附面層概念對黏性流動的基本方程的每一項進行數量級的估計,忽略掉數量級較小的量,這樣在保證一定精度的情況下使方程得到簡化,得出適用于附面層的基本方程如下。
(1)層流附面層方程:
上面是平壁面二維附面層方程,適用于平板及楔形物體。方程式(1-28)求解的邊界條件如下。
(a) 在物面上y=0處,滿足無滑移條件,V x=0,V y=0;
(b) 在附面層外邊界y=δ處,V x= V 0(x)。V 0(x)是附面層外部邊界上無黏流的速度,它由無黏流場求解中獲得,在計算附面層流動時,為已知的參數。
(2)紊流附面層方程:
對于附面層方程,在Re數很高時才有足夠的精度,在Re數不能比1大許多的情況下,附面層方程是不適用的。
總結
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