粘性流體力學(xué)講授：夏晨南京航空航天大學(xué).二院-----本科生課程講稿.2014-----§3-0層流流動(dòng)概述§3-1平直流動(dòng)§3-2二維層流附面層

§3-3層流附面層的工程計(jì)算§3-4可壓縮性和三維效應(yīng)對附面層影響第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

平板附面層工程計(jì)算附面層厚度的計(jì)算由平板附面層的Blasuis解得，附面層邊界處η=5.0第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

平板附面層工程計(jì)算附面層厚度的計(jì)算由平板附面層的Blasuis解得，附面層邊界處η=5.0第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

平板附面層工程計(jì)算附面層厚度的計(jì)算由平板附面層的Blasuis解得，附面層邊界處η=5.0第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

平板附面層工程計(jì)算附面層厚度的計(jì)算由平板附面層的Blasuis解得，附面層邊界處η=5.0第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

平板附面層工程計(jì)算壁面摩擦應(yīng)力和摩擦系數(shù)由Blasuis解得壁面處第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

平板附面層工程計(jì)算壁面摩擦應(yīng)力和摩擦系數(shù)第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

平板附面層工程計(jì)算壁面摩擦應(yīng)力和摩擦系數(shù)第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

附面層積分關(guān)系解法實(shí)際工程問題的邊界層一般不滿足相似性解條件而得不到解析解。為此，發(fā)展了近似解法——積分關(guān)系式法，這種方法不詳細(xì)追究滿足邊界層速度分布，只關(guān)心速度分布滿足邊界條件和積分關(guān)系式的平均特性附面層的Karmann積分關(guān)系平板附面層有:第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算

附面層積分關(guān)系解法

更全面的附面層積分關(guān)系

H稱為（附面層速度分布）形狀因子，工程中經(jīng)常使用來度量附面層速度分布是否飽滿第三章層流流動(dòng)用含待定參數(shù)f(x)來描述的附面層速度型，得出δ*,θ,τw等§3-3層流附面層的工程計(jì)算

附面層積分關(guān)系解法

使用附面層積分關(guān)系和無粘流計(jì)算結(jié)合求解第三章層流流動(dòng)反復(fù)迭代計(jì)算使用無粘流解法算處附面層外流場用附面層邊界處參數(shù)求解附面層積分關(guān)系將物面用附面層位移厚度修正，并添加上尾跡，再用無粘流解法計(jì)算最終求解完成§3-3層流附面層的工程計(jì)算

附面層積分關(guān)系解法

使用附面層積分關(guān)系和無粘流計(jì)算結(jié)合求解思考分析題：1，機(jī)翼上下表面的沿程壓力增加或減少會(huì)使附面層增厚還是減薄？2，注意機(jī)翼上表面沿程壓力分布，使用課件（交互式網(wǎng)頁Foil.html）設(shè)計(jì)機(jī)翼，考慮何種方案不易發(fā)生氣流分離？第三章層流流動(dòng)§3-3層流附面層的工程計(jì)算溫度邊界層簡介

壁面附近溫度會(huì)因物面與主流的溫差和熱擴(kuò)散作用而形成溫度附面層可壓縮流能量方程和動(dòng)量方程需耦合求解，此時(shí)溫度附面層與速度附面層存在雷諾比擬關(guān)系第三章層流流動(dòng)速度附面層

溫度附面層§3-3層流附面層的工程計(jì)算溫度邊界層簡介

當(dāng)Pr=1時(shí)，Karmann和錢學(xué)森得出絕熱壁面：當(dāng)Pr≠1時(shí)，近似有：第三章層流流動(dòng)

r為復(fù)溫因子，層流約為Pr1/2速度附面層

溫度附面層溫度附面層設(shè)計(jì)一微型飛機(jī)的機(jī)翼某小型無人機(jī)重30kg，設(shè)計(jì)飛行速度80m/s，飛行高度1000m。使用Foil.html等課件作工具，設(shè)計(jì)其機(jī)翼，（1）應(yīng)使該機(jī)翼在2度攻角時(shí)可產(chǎn)生足夠升力保持飛機(jī)勻速平飛，且（2）盡量使附面層（尤其是上翼面）處于不易分離的壓力梯度下；（3）在此基礎(chǔ)上，分析估算摩擦阻力，應(yīng)盡量減小摩阻。大作業(yè)

大作業(yè)講解Thwaites方法：則當(dāng)?shù)啬ψ栌校焊鶕?jù)F-S方程解和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可認(rèn)為l和H都僅是λ的單變量函數(shù)：大作業(yè)講解Thwaites方法：將用λ表示的H和當(dāng)?shù)啬ψ鑾肷鲜剑捍笞鳂I(yè)講解T