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在讨论旋涡分离现象和卡曼涡街时,如果流体的粘度较小,可把距绕流体较远处的流体运动近似看作非粘性流体做无涡运动。
而在靠近绕流体避面处的一薄层流体的运动,却不能看成这样的流动。通常把这一薄层称为边界层。
边界层内流体流动有以下特点:
(1) 边界层厚度延绕流体在流动方向上的长度增加。
(2) 无论流体的粘度多小,在紧贴扰流体壁面处的流体质点的速度都为零。随着离避面距离增大,当离壁面一定距离后,速度便增加到接近边界层外的非粘性流体相同的速度。因此在边界层内速度梯度很大。根据牛顿内摩擦定律可知:内摩擦力和速度梯度成正比。所以,在边界层内产生很大的内摩擦力。
(3) 由于边界层内的速度梯度很大,造成强烈旋涡,所以是涡运动。
(4) 边界层内沿绕流体壁面的法线方向上各点的压力数值是相同的。
边界层的存在是流体做绕流运动时产生分离现象的重要原因之一。
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