邊界層積分方程PPT課件

1、邊界層積分方程4.3 邊界層積分方程3紊流邊界層積分方程的解普朗特假設(shè)普朗特假設(shè)（1）平板邊界層內(nèi)的紊流流動(dòng)與管內(nèi)充分發(fā)展的紊流流動(dòng)相類(lèi)比，其速度分布和切應(yīng)力分布規(guī)律一致。管中心的最大速度vmax相當(dāng)于平板的來(lái)流速度v0，圓管的半徑R相當(dāng)于邊界層的厚度。（2）邊界層從平板前緣開(kāi)始（x=0）就是紊流，即x=0時(shí)，=0。邊界層積分方程4.3 邊界層積分方程圓管內(nèi)充分發(fā)展紊流的速度分布近似遵循指數(shù)規(guī)律，在雷諾數(shù)Rex為105附近，可采用： 71/maxRyvv22vdLppddLw2428vw25. 0Re3164. 0 v0.8vmax250202250.maxmaxwRvv.邊界層積分方程4.3

2、 邊界層積分方程普朗特假設(shè)普朗特假設(shè) 7/10yvvx25002002250.wvv.馮卡門(mén)邊界層動(dòng)量積分方程 513700/xRe.x邊界層積分方程4.3 邊界層積分方程布拉修斯紊流邊界層層流底層的厚度 9 . 0Re4 .72xbx分析分析紊流邊界層厚度 5/4x2/1x層流邊界層厚度 紊流邊界層的厚度隨x增加較層流快 邊界層積分方程繞流繞流流體通過(guò)淹沒(méi)于其中的物體表面的流動(dòng)過(guò)程 平板繞流 柱體繞流球體繞流 淹沒(méi)物體的形狀淹沒(méi)物體的形狀4.4 流體繞流摩阻邊界層積分方程繞流阻力繞流阻力摩擦阻力形狀阻力流體的黏性產(chǎn)生 邊界層脫離引起的旋渦作用產(chǎn)生 4.4 流體繞流摩阻邊界層積分方程1.平板層

3、流繞流摩阻00yxyyxyv關(guān)鍵：邊界層內(nèi)的速度分布。 4.4 流體繞流摩阻（1）微分解邊界層微分方程的解 xvyvyx300332. 0 xvxvyyx30300332. 0332. 0邊界層積分方程4.4 流體繞流摩阻長(zhǎng)度為L(zhǎng)、寬度為B的平板，一面上的總摩阻為NLBvdxdzxvdxdzHBLBLyyxf 002302130000664. 0332. 0LBvkBLhHfff202平板層流繞流摩阻系數(shù) LfkRe328. 1LvL0Re 5105ReL邊界層積分方程4.4 流體繞流摩阻（2）近似積分解邊界層積分方程的解 302123yyvvx064. 4vx123000vyvyxyyxLB

4、vdxdzHBLyyxf230000646. 0 LfkRe292. 1長(zhǎng)度為L(zhǎng)、寬度為B的平板，一面上的總摩阻為邊界層積分方程2.平板紊流繞流摩阻（近似積分解法）借用管流對(duì)數(shù)速度分布： 借用管流指數(shù)速度分布： 修正式： 6 . 2Relg4631. 0Lfk51Re072. 0Lfk58. 2Relg455. 0Lfk971010Re L51Re074. 0Lfk7510105ReL4.4 流體繞流摩阻例4-1 P62邊界層積分方程4.4 流體繞流摩阻3.平板混合邊界層繞流摩阻 邊界層自平板前緣開(kāi)始（x=0），從層流邊界層發(fā)展為紊流邊界層混合邊界層混合邊界層。L.LfReRe.k170007

5、4020ReL5105107L.LfReRelg.eL107109 例4-2 P62邊界層積分方程4.球體及其他形狀物體的繞流摩阻（實(shí)驗(yàn)方法）球體球體1Re ddfkRe24斯托克斯公式 6 . 03Re5 .1810Re1dfdk44. 0102Re1053fdk球體繞流摩阻球體繞流摩阻2202RvkHffdvd0Re N 其他形狀物體（圓柱體、方柱體、橢球體等）見(jiàn)教參其他形狀物體（圓柱體、方柱體、橢球體等）見(jiàn)教參 4.4 流體繞流摩阻邊界層積分方程小結(jié)小結(jié)一、本課的基本要求一、本課的基本要求1了解紊流邊界層積分方程的求解方法。2掌握平板層流、紊流繞流摩阻計(jì)算。3掌握球體繞流摩阻計(jì)算。二、本課的重點(diǎn)、難點(diǎn)二、本課的重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：繞流摩阻計(jì)算。難點(diǎn)：繞流摩阻計(jì)算公式的推導(dǎo)。三、作業(yè)三、作業(yè)習(xí)題P64 4-9 4-10邊界層積分方程本章小結(jié)本章小結(jié)主要內(nèi)容：邊界層概念，邊界層微分方程，邊界層積分方程，流體繞流摩阻。重點(diǎn)：