流體邊界層是真實的嗎？

簡單來說，邊界層是某種流動現象的定義。 當空氣流過物體時，物體表面的氣體分子會因為粘度的存在而粘在壁上，速度會下降到0。 非常接近表面的氣體分子與這些氣體分子碰撞，速度為 0 或其他速度減慢，導致減速。

離表面越遠，這種碰撞的概率和影響就越低，氣體分子的速度越接近入流的速度。 這樣，在物體表面上方形成乙個流動區域，速度從0逐漸增加到入射速度，這在流體動力學中稱為邊界層。 邊界層內的流動對於理解許多流體動力學問題（如失速和摩擦阻力）非常重要，因此它一直是研究的熱點。

概念都是人設定的，我圈一塊地，給“A”起個名字，你問我“A”存在與否，當然我的存在，他不存在，我能不能給他起個名字，然後，我發現了乙個問題，因為幾何學中的點和線的概念也是有名字的，但它們只存在於人腦中， 現實世界中沒有實體。可以說它們不存在。 如果你仔細想想，幾何學中點和線的概念總是可以應用於現實世界。

點和線的概念實際上是對世界的一種描述，一種抽象，本質上是客觀世界中的第一，是一種抽象的概念，它刪除了無法表達幾何性質的客觀事物的性質。 我認為邊界層也是同乙個概念，邊界層的誕生並不是出於對客觀世界的簡單描述的需要（比如“我的自行車”，只是為了描述已經存在的自行車），而是為了簡化流體力學的計算，它本身就是在數學模型研究中引入的數學假設， 它是從客觀世界中抽象出來的，但它並不真正存在於客觀世界中。再者，我們可以在實驗中看到“邊界層”的影象，我認為圖中的“邊界層”與數學模型中的邊界層還是不同的，就像一根直木棍和一條線段是不同的，在研究幾何關係時，線段可以代替木棍， 而在流體力學模型中，數學假設的邊界層取代了**中“邊界層”的物理物件。

邊界層最好使用不同的名稱（如棍子）。 <>

邊界層是在高雷諾數流動中不可忽略且靠近物體表面的薄流動層，也稱為流動邊界層和表面層。 這個概念最早是由現代流體力學的創始人德國人路德維希·普朗特（Ludwig Prandtl）於1904年提出的。 從那時起，邊界層研究成為流體力學的乙個重要課題和領域。

在邊界層中，由於分子的引力作用，靠近物體表面的流體完全粘附在物體表面，與物體的相對速度為零。 從外向，流體速度迅速增加到區域性自由流動速度，這與流體周圍理想流動的速度相對應，並且通常與進氣速度處於同一數量級。 因此，速度到垂直面的法向梯度非常大，即使流體的粘度不大，如空氣、水等，粘性力相對於慣性力仍然很大，起著重要作用，所以它是粘性流動。

在邊界層外，速度梯度小，粘性力可以忽略不計，可以認為該流動是無力流動或理想流動。 在高雷諾數下，邊界層非常薄，遠小於沿流動方向的長度，並且納維-斯托克斯方程可以根據尺度和速度變化率的大小比較簡化為邊界層方程。 求解高雷諾數繞組流動問題時，可將流動分為邊界層內的粘性流動和邊界層外的理想流動兩部分，可分別迭代求解。

邊界層分為層流、湍流、混合流、低速（不可壓縮）、高速（可壓縮）、二維和三維。 由於粘度與熱傳導密切相關，因此在高速流動中除了速度邊界層外，還有乙個溫度邊界層。 <>

在提出流體的邊界層之前，流體被認為是用無粘尤拉模型來描述的。 然而，由此產生的結果與實際專案有很大不同。 最著名的是達朗貝爾悖論。

也就是說，如果流體在氣缸周圍通過，則沒有阻力。 普朗特的邊界層理論是流體力學中劃時代的里程碑。 根據實驗觀察，他指出，在流體與固體接觸的薄層中，存在乙個速度剪下層，稱為邊界層。

粘性作用僅存在於該薄層中，薄層外的主流區域可以忽略為粘性效應。 正是由於這種邊界層的剪下應力和耗散，才會產生物體在流體中的摩擦阻力。

邊界層存在許多複雜的流動現象。 它主要包括邊界層的分離和邊界層的過渡。 邊界層的分離是指在反向壓力梯度和粘度的雙重作用下，邊界層表面流體的速度被阻擋為0。

邊界層將離開固體表面，形成自由剪下層進入主流區。 邊界層的分離可以極大地改變整個流場的分布。 這是渦輪機中流場複雜的主要原因之一。

另一種現象是邊界層的過渡。 也就是說，從層流邊界層到湍流邊界層的過渡。 層流邊界層和湍流邊界層的形貌和性質完全不同。

分離對流體混合的影響也不同。 特別是在渦輪機中，由於較大的剪下力和較大的反向壓力梯度，邊界層過渡頻繁。

層流和湍流的本質區別在於徑向脈動的存在與否，可以通過雷諾數re來判斷。

RE 定義為每單位質量流體的慣性力與粘性力之比。

層流的雷諾數相對較小，粘性力佔主導地位，即使對水有較強的擾動，擾動也會因流體的粘度而減弱，流動仍能保持層流狀態。

湍流的雷諾數大，慣性力強於粘性力，因此會有脈動運動，沿主流方向和橫流方向有巨集觀混合。

以上摘自《流體力學》，王慧民，河海大學出版社。

概念：邊界層是在高雷諾數流動中粘附在物體表面的具有不可忽略的粘性力的薄流動層，也稱為流動邊界層和附著表面層。 其厚度為：

從物體表面（區域性速度為零）開始，沿法線方向到達速度等於區域性自由流動速度 u（嚴格來說，等於 或 .

重要性：控制邊界層的不利影響。 例如，在應用中（例如航空飛機），層流邊界層的過渡和分離會導致機翼阻力（增加）或公升力（甚至失速）以減小機翼的力，因此很早就努力使機翼表面光滑，並設計“層流機翼輪廓”來保持層流邊界層。 但是，這種控制是有限的，因此採用了許多手動控制邊界層的方法來影響邊界層的結構，從而避免邊界層中氣流的分離，並減少阻力並增加提公升力。

實驗和理論已經產生了幾種有效的流體區域性加速方法：移動部分物體表面，並通過物體表面的噴嘴孔（狹縫）吹出流體以增加表面停滯的能量（圖9）; 通過物體表面的狹縫，停滯電流被吸走，邊界層變薄以抑制分離。 注入不同氣體，加速停滯流動; 改變機翼的形狀。

19.有五個因素決定物體表面的邊界層是屬於層流邊界層還是湍流邊界層：、氣流通過+

你好，親愛的！ <>

我們很高興為您解答：物體表面的邊界層是屬於層流邊緣裂紋邊界層還是湍流邊界層的五個因素包括：物體表面形狀、風速、空氣密度、物體表面粗糙度、空氣粘度、蠟質度物體表面形狀光滑時， 空氣流速相對較低，空氣密度高，物體表面粗糙度小，空氣粘度大，通常形成層流邊界層。

但是，當滑動物體的表面形狀複雜，空氣速度高，空氣密度低，物體表面粗糙度大，空氣粘度小時，通常會形成湍流邊界層。

地球表面與地面的摩擦力對空氣的水平運動產生阻力，從而減慢了靠近地面的氣流，並且這種阻力對氣流的影響隨著高度的公升高而減弱，只有在地表以上300-500m以上的高度，風才不受地球表面粗糙層的影響。

能夠在梯度風速動。

不同的表面粗糙度具有不同的梯度風高，也稱為大氣邊界層高度，HT用於表示大氣邊界層以上的高度，風的流動不受地面粗糙層的影響，風沿等壓線以層流方式自由流動，稱為梯度風。

梯度風 流動開始的高度稱為梯度風高度。

由於管壁表面粗糙，流體具有一定的粘度，因此可以得出結論，非常靠近管壁的流體速度不等於流體的進射速度。 它的速度從零逐漸增加到沿其法線（即垂直壁的方向）沿壁方向的給定流入流速度。 所以靠近壁面的流體會有乙個薄的區域，稱為邊界層。

流體速度在邊界層有一定的分布（一般假設為對數分布），流動狀態也有一定的變化，一般離壁最近的是層流帶，即湍流過渡帶，最後是湍流帶。

由於沒有光滑的固體和理想的流體，因此存在用於近壁流動的邊界層。 然而，並非所有邊界層都對流動有顯著影響，其中大多數可以忽略不計。

當流體圍繞物體流動時，物體前端或上游的邊界層通常是層狀邊界層。 沿表面的層流邊界層。 由於流出速度的變化，它與板不同，但速度分布大致相似。

物體表面的速度梯度大，因此剪下應力也大。 物體表面的剪下應力為：

其中是流體動力學粘度係數。 如果我們計算 0，我們可以找到物體表面的摩擦阻力係數和摩擦阻力。 但是，這些計算只能在分離點之前使用。

在旋轉對稱流動的情況下，可以通過變換公式將其轉化為二維形式，例如Mangler變換，並且可以使用現有的二維解。 圍繞任何物體的三維計算都比二維計算複雜得多，因此只能用數值求解。