简介
所有穿过流体的固体物体(或可选择地暴露于移动流体的静止物体)获得围绕它们的流体边界层,其中粘性力在靠近固体表面的流体层中发生。边界层可以是层状或湍流。可以通过计算局部流动条件的雷诺数来对边界层是层流还是湍流进行合理评估。1
当边界层相对于不利的压力梯度行进足够远时,边界层相对于物体的速度几乎下降到零,此时就会发生流动分离,产生分离流,流体流体与物体的表面分离,而采取漩涡的形式。在空气动力学中,流动分离通常会导致增加的阻力,特别是当物体穿过流体时物体的前表面和后表面之间的压差引起的压力阻力。为此进行了大量的努力和研究,已经进入了空气动力学和流体动力学表面的设计,这些表面延迟了流动分离并保持局部流动尽可能长。这方面的例子包括网球上的毛皮,高尔夫球上的凹坑,滑翔机上的湍流器,引起早期过渡到湍流状态;轻型飞机上的涡流发生器,用于控制分离模式;以及飞机机翼上的高角度攻击的前沿延伸,如F / A-18大黄蜂。2
边界层分离是将边界层从表面分离成更广泛的尾迹。当边界层最靠近壁或前缘的部分沿流动方向反转时,发生边界层分离。 分离点被定义为前向和后向流动之间的点,其中剪切应力为零。 整个边界层最初在分离点处突然增厚,然后通过其底部的反向流强制离开表面。3
内容不利的压力梯度:
流动逆转主要是由外部电位流对边界层施加的不利压力梯度造成的。4 边界层内的流动动量方程近似表示为
其中s、y是流式和正常坐标。 当 dp / ds>0时,可以看出,如果不利的压力梯度足够强,将会导致速度u沿s减小,甚至会变为零。
影响参数边界层分离的趋势主要取决于表面的不利或负边缘速度梯度的分布du/ ds