» 边界层理论(流体)

边界层理论(流体)

1904
  • Ludwig Prandtl
航空航天工程师在风洞中分析飞机机翼模型周围的气流。

边界层是紧靠边界表面的一层薄薄的流体,在这层流体中会受到以下因素的影响 粘度 是重要的。这一概念由路德维希-普朗特(Ludwig Prandtl)提出,通过将流动分为两个区域来简化流体动力学问题:粘滞性占主导地位的薄边界层和可应用粘性流动理论的外部区域。

路德维希-普朗特的边界层理论是流体力学理论与实验结果相协调的重大突破。1904 年之前,基于不粘性流的理论(如达朗贝尔悖论)错误地预测了物体在流体中运动时的阻力为零,这显然与现实相悖。普朗特提出,流体摩擦(粘度)的影响虽然在大部分流动中可以忽略不计,但在邻近物体表面的极薄层中却至关重要。这就是边界层。

Within this layer, the fluid velocity changes from zero at the surface (the no-slip condition) to the free-stream velocity at the edge of the layer. This velocity gradient creates shear stress, which is the source of skin friction drag, one of the two main components of aerodynamic drag. The behavior of the boundary layer is crucial. It can be either smooth and orderly (laminar) or chaotic and irregular (turbulent). A turbulent boundary layer has more energy and is more resistant to separating from the surface, but it also creates significantly more skin friction drag. Flow separation, where the boundary layer detaches from the surface, often occurs due to an adverse pressure gradient and leads to a massive increase in pressure drag, which is the other main drag component. Understanding and controlling the boundary layer is a central goal of aerodynamic design.

UNESCO Nomenclature: 2210
- 机械

类型

抽象系统

中断

革命

使用方法

广泛使用

前体

  • 描述粘性流动的纳维-斯托克斯方程
  • 达朗贝尔悖论凸显了不粘性理论与现实之间的差异
  • 流体阻力和阻力的实验观察

应用

  • 流线型车身设计,如飞机机翼和汽车车身,以减少阻力
  • 发动机和电子冷却中的传热分析
  • 理解和控制流动分离
  • 涡轮和压缩机叶片的设计
  • 开发用于减少阻力的 "鲨鱼皮 "表面

专利:

NA

潜在的创新想法

级别需要会员

您必须是!!等级!!会员才能访问此内容。

立即加入

已经是会员? 在此登录
相关内容: 边界层、普朗特、粘度、阻力、流动分离、层流、湍流、无滑动条件。

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

迎接新挑战
机械工程师、项目、工艺工程师或研发经理
有效的产品开发

可在短时间内接受新的挑战。
通过 LinkedIn 联系我
塑料金属电子集成、成本设计、GMP、人体工程学、中高容量设备和耗材、精益制造、受监管行业、CE 和 FDA、CAD、Solidworks、精益西格玛黑带、医疗 ISO 13485

我们正在寻找新的赞助商

 

您的公司或机构从事技术、科学或研究吗?
> 给我们发送消息 <

接收所有新文章
免费,无垃圾邮件,电子邮件不分发也不转售

或者您可以免费获得完整会员资格以访问所有受限制的内容>这里<

历史背景

(如果日期不详或不相关,例如 "流体力学",则对其显著出现的时间作了四舍五入的估计)。

相关发明、创新和技术原理

滚动至顶部

你可能还喜欢