標籤: 暫無標籤

1簡介

具有粘性的實際流體的運動。由於粘性作用,流體質點粘附在物體表面上,形成流體不滑移現象(即相對速度為零),因而產生摩擦阻力和能量耗散。同時,當流體流過鈍體時,物體後部表面附近的流體受到阻滯、減速,並從表面分離,從而形成低壓旋渦區(即尾流)和壓差阻力。此外,粘性流動內部也有內摩擦和能量耗散。在高速粘性流動中,這種機械能損失,導致熱量大量產生,而動量交換的同時必然發生質量交換。因此,粘性流動往往同傳熱傳質現象聯繫在一起。
粘性流動是自然界和工程技術中普遍存在的流動過程。例如,近地面和水面的大氣邊界層中的空氣流動,空氣繞過飛機、汽車和地面建築物的流動,水繞橋墩、船舶和近海結構物的流動,流體在管道和渦輪機械中的流動,機器軸承中潤滑液的流動,人體血管中的血液流動等都是粘性流動。
影響粘性流動狀態的主要參數是雷諾數Re式中ρμ分別為流體的密度和動力粘性係數;UL分別為流動的特徵速度和特徵長度。當雷諾數很小時,粘性影響遍及整個流場;當雷諾數很大時,明顯的粘性效應只局限於物體表面附近的一層很薄的流體(即邊界層)中。另外,當雷諾數較小時,粘性流動為規則的層流;當雷諾數較大時,粘性流動則為不規則的湍流。

2運動方程

描述粘性流動的運動方程是納維-斯托克斯方程。對於圓管和楔形槽中的液體層流,G.H.L.哈根和J.-L.-M.泊肅葉等已從實驗歸納出它們的規律,後來證明與精確解符合(見管流)。關於雷諾數比 1小得多的繞浸沒物體的蠕動流,G.G.斯托克斯等求得一些近似解,包括著名的斯托克斯圓球阻力公式,即阻力同速度成正比(見斯托克斯流動)。對於大雷諾數情形,L.普朗特建立了有效的邊界層近似理論。湍流是粘性流動中比較困難而又具有重要實際意義的問題。解決有關湍流的工程技術問題有混合長和各種模式的半經驗理論(見湍流理論)。理論研究方面則發展了統計理論。在解複雜的粘性流動問題(包括分離流、湍流)中,實驗和用高速電子計算機求數值解起著重要作用。
上一篇[何新民]    下一篇 [卡門-錢學森公式]

相關評論

同義詞:暫無同義詞