【正文】 222yuxuxpyuuxuu xxxyxx ?????????????????? )(12222yuxuypyuuxuyyyyyx ?????????????? ???0??????yuxu yx Prandtl邊界層方程式的推導 采用 數(shù)量級分析法 ：當流體流動的 Re很大時， δ＜＜ x，甚至可以忽略不計。 225 21 cc ?? 231283252222)23()21(814115122???????????? ? nnnnncAcccf ???? ?542 ?? ????f ?????? ?? 11886 ?? Prandtl邊界層方程式的應用 （ 1） 邊界層中的速度分布 ux ， uy： （ 2） 邊界層厚度 δ： （ 3） 曳力系數(shù) CD：設平壁寬度 b，長度 L，流體受到的總阻力為： xy xyuuffxuu )(2122000 ????? ?? 00000 uxyuxuxyufuu xx ???????? ??xuuu x???005,5, ??? 0Re55 ??? xxux??bdxyubdxAuCF LyxLsxDd ??????? ???0002021 ??? 其中： 第三節(jié) Karman邊界層積分動量方程式 Karman邊界層積分動量方程式的推導 方法：對 Prandtl邊界層方程從 y=0到 y=δ進行積分，然后根據(jù)速度分布求解。 bdxyubdxAuCF LyxLsxDd ??????? ???0002021 ???3000 23 LubbdxuF Ld ???? ??? ? 02030 ??????LD LubLuLubC ???? 第四節(jié) 邊界層分離 當流體繞過圓柱或球體等流動時， Re很小時阻力由粘性力引起； Re較大時摩擦阻力和形體阻力都有影響，而形體阻力取決于邊界層分離。 Kup ?? 2023 ?xuuxp?????? 00? 邊界層開始與固體表面分離的點 S稱為 分離點 ，其上 邊界層分離的結果 產(chǎn)生倒流和大量旋渦，形成極不規(guī)則的湍流區(qū)， 使得能量損失急劇加大 。 u0 加速減壓 減速 加壓 00 ??? ?yxyus 第六章 湍流 湍流是指 Re≥4000（圓形直管內(nèi)）的流動，質(zhì)點間碰撞混合程度劇烈，阻力要大于層流。 脈動的結果導致：① 流動阻力加大 ；② 速度分布均勻 （但在近壁處存在層流內(nèi)層）。 三、湍流的表征 時均量、脈動量和瞬時量 ux 湍流中質(zhì)點的運動極不規(guī)則，為非穩(wěn)定流動，采 用統(tǒng)計方法或取平均值的方法進行處理。 湍動強度（湍流的激烈程度） 湍動強度 I = 脈動速度 /時均速度 用 代替 則： xu? xxx uuu ???xxx uuu ???_ __ _ _ __ _2xu ?____xu?0____ ??xuxzyxuuuuI)(31_ ___ _2_ ___ _2_ ___ _2?????? 第二節(jié) 流體湍流時的運動方程式 引入瞬時速度等于時均速度與脈動速度之和，且各脈動速度的時均值為零，可將流體的湍流流動理解為按時均速度在流動，使得問題簡化。 _ ___ _ ___ _ _39。 )()(zuuyuuxuuzuuyuuxuu zxyxxxxzxyxx ?????????????????? ??)( zuuyuuxuuD uD xzxyxxx ????????? ??? )()()( _ ___ _ ____ ___ _ ____ ___ _ __2zxzxyxyxxxxx uuzuuyuxXDuD ?????????????????? ????????? 0)( ?????????zuuyuuxuu zxyxxx? 二、雷諾應力 上述方程式多出 3項，因此可推知；湍流時所產(chǎn)生的應力除和層流相同的部分外，還存在一部分附加應力。 rzzryzrxzrzyryyrxyrzxryxrxx????????? 第三節(jié) 渦流粘度與 Plandtl混合長 一、湍流應力 1877年 Boussinesq提出假設，類似于粘性應力，雷諾應力可表示為： 二、 Plandtl混合長 1925年， Plandtl據(jù)層流和湍流之間動量傳遞機理 的類似性，將分子動量傳遞過程中平均自由程的概念 用于湍流，提出了混合長的假設。 Karmen等建議在 Re=4000～ 3202300范圍內(nèi)，將 光滑管中的流動劃分為三個區(qū)域： （ 1）層流區(qū)： （ 2）過渡區(qū)： （ 3）湍流區(qū)： , 2 ?? CK ?? ?? nyu ???? ?? yuy 5 ??? ??? nyuy ?305 ?? ?y??? ??? yuy 50 ??? ??? nyuy ? ???? ??? nyuy ? 由此可以得到： （ 1）層流內(nèi)層厚度： 過渡區(qū)厚度： 湍流中心厚度： （ 2）圓管中心流速 或者