【簡介：】邊界層是一個(gè)薄層，它緊靠物面，沿壁面法線方向存在著很大的速度梯度和旋度的流動區(qū)域。粘性應(yīng)力對邊界層的流體來說是阻力，所以隨著流體沿物面向后流動，邊界層內(nèi)的流體會逐漸減速

邊界層是一個(gè)薄層，它緊靠物面，沿壁面法線方向存在著很大的速度梯度和旋度的流動區(qū)域。粘性應(yīng)力對邊界層的流體來說是阻力，所以隨著流體沿物面向后流動，邊界層內(nèi)的流體會逐漸減速，增壓。由于流體流動的連續(xù)性，邊界層會變厚以在同一時(shí)間內(nèi)流過更多的低速流體。因此邊界層內(nèi)存在著正壓梯度，流動在正壓梯度作用下，會進(jìn)一步減速，最后整個(gè)邊界層內(nèi)的流體的動能都不足以長久的維持流動一直向下游進(jìn)行，以致在物體表面某處其速度會與勢流的速度方向相反，即產(chǎn)生逆流。該逆流會把邊界層向勢流中排擠，造成邊界層突然變厚或分離。邊界層分離之后，它將從緊靠物面的地方抬起進(jìn)入主流，與主流發(fā)生參混。結(jié)果是整個(gè)參混區(qū)域的壓力趨于一致。

邊界層理論的邊界層的分離

邊界層脫離物面并在物面附近出現(xiàn)回流的現(xiàn)象。當(dāng)邊界層外流壓力沿流動方向增加得足夠快時(shí)，與流動方向相反的壓差作用力和壁面粘性阻力使邊界層內(nèi)流體的動量減少，從而在物面某處開始產(chǎn)生分離，形成回流區(qū)或漩渦，導(dǎo)致很大的能量耗散。繞流過圓柱、圓球等鈍頭物體后的流動，角度大的錐形擴(kuò)散管內(nèi)的流動是這種分離的典型例子。分離區(qū)沿物面的壓力分布與按無粘性流體計(jì)算的結(jié)果有很大出入，常由實(shí)驗(yàn)決定。邊界層分離區(qū)域大的繞流物體，由于物面壓力發(fā)生大的變化，物體前后壓力明顯不平衡，一般存在著比粘性摩擦阻力大得多的壓差阻力（又稱形阻）。當(dāng)層流邊界層在到達(dá)分離點(diǎn)前已轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鲿r(shí)，由于湍流的強(qiáng)烈混合效應(yīng)，分離點(diǎn)會后移。這樣，雖然增大了摩擦阻力，但壓差阻力大為降低，從而減少能量損失。