【正文】 － ＋ 旋渦的運動 由于旋渦的形成，使附近流層的速度分布改變， 產(chǎn)生了壓力差，促使旋渦脫離原來的流層進入鄰近 的流層，各流層間旋渦的不斷交換形成了旋渦。 應用 用于計算局部阻力，工程上為減小阻力采取相應措施。 ????????????ssyxyxxyuyudyyu??????????????? )0(])()[( 0022sxx dyuuudxd ?? ? ??? )(00iniix yau ???0 設速度分布方程式為： 根據(jù)邊界條件：① ② ③ ④ 得層流邊界層內(nèi)速度分布方程式： 32 dycybyau x ???? 0,0,0 ???? auyx00,0,0 22???????? cyuuuy xyx30, ??? dbuuy x ???? 0,30 ??????? ??? dbyuuuy xx?32 0ub ?302 ?ud ?? 30)(21)(23 ?? yyuu x ?? （ 2） 邊界層厚度 ：將邊界層內(nèi)速度分布方程代入 Karman邊界層動量方程式中 當 x=0 時， δ=0，故 c1 =0 sxx dxdudyyyyyudxddyuuudxd ?????????????????? ?? 28039)2231)(223()(20333302000 ??????? 23)2323( 0023000 uyuudydu yyxs ???? ??????2328039 020 udxdu ? dxud 013140???? ?10 cux ?? ??? 0 ??? xxux?? （ 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： 其它情況下的速度分布、邊界層厚度、曳力系數(shù)見表 42中。 u0 umax 湍流核心 Le Le 邊界層厚度的定義 一般取流速達到 u0 的 99%處距離壁面的垂直距離（ y方向）為邊界層厚度 δ，即： δ雖然很小，但對流體的流動阻力，傳熱、 傳質(zhì)過程的速率有重要影響，其大小與 流體流動時的湍動程度有關(guān)。 應用 邊界層理論為許多試驗所證實，一些復雜的傳遞現(xiàn)象可獲得解決。即在整個流層中，沿垂直于流動方 向產(chǎn)生了速度梯度。 u0 y u0 xc u0 ux 層流邊界層 過渡區(qū) 湍流邊界層 x 在管內(nèi)流動時，管內(nèi)壁面形成邊界層，而且逐漸加厚，在離進口某一段距離 Le處邊界層在管中心匯合，此后的流動稱為充分發(fā)展了的流動。 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。 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(jié)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 。 脈動的結(jié)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）。 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。 )()