||
1,当涡量进入流体以后,由于粘性作用,它将扩散,粘性输运总是减小物理量分布的不均匀程度,结果是使涡量趋于均匀分布.
同时如果将带涡量的流动看成是流体的旋转运动,这种运动的动能也会因粘性作用而耗散成热能。直至漩涡最终消失为止。
因此,涡量因粘性流体的无滑移边界条件而产生,因粘性而扩散(进入流体内部),又因为粘性而耗散。也就是说无粘运动不会产生涡量???
2,涡量由于粘性的作用进入流体。为了确定有多少涡量从壁面进入流体中,定义涡量通量。其中,涡量通量等于壁面法向压强梯度的相反数。这说明壁面法向压强梯度的存在是涡量扩散进入流体内部的必要条件。
3,层流边界层理论:
在Re>>1的流动中,流场在远离物面的大部分区域内,粘性可以忽略不计,而在固壁表面附近的一个薄层内粘性起着不可忽略的作用。在这一个薄层内,流动从外部无粘流速迅速过渡到壁面无滑移边界速度,这一层称为边界层。
因此根据普朗特假设,整个流场可以分为两部分处理 : 在外区是无粘流动问题,在内区是边界层内的粘性流动,并且求解边界层流动时把无粘流动的解作为边界层外缘的已知边界条件。这样分开处理,大大简化了问题。
2. 设想物体从静止开始运动,对于无粘运动,只要不存在尖锐边缘处的涡层脱泻,以后的流动都将维持是无旋的。但是对于粘性运动,在壁面上将会产生涡量,并将扩散和对流到流场中去。在粘性运动中,壁面是个涡量源。
3,压力项总是和惯性项同量级。边界层内粘性项和惯性项有着相同的量级。因此可以得到边界层厚度和特征长度L之比:
因此若想要δ<<L, 则需要Re>>1, 这时边界层理论才成立。也就是说边界层理论对大雷诺数流动才成立。
4,将NS方程无量纲化,当Re>>1时,可证明,对于平直表面,边界层内的压强梯度为0。因此进入边界层的涡量是0. 但是在平板的前沿附近,dP/dx不为0, 因此那里是个强涡源。进入流场中的涡量主要来自前缘附近,在边界层的每个横剖面上的总涡量是常数。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-11-23 00:49
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社