流体和邊界層分離

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

流体和邊界層分離之间的区别

流体 vs. 邊界層分離

流体（Fluid）就是在承受剪應力時將會發生連續變形的物體。气体和液体都是流体。流体沒有一定形狀，几乎可以任意改变形態，或者分裂。. 邊界層分離是一種流體的現象，是指原本緊貼物體表面流動的邊界層脫離物體表面。 當固體在流體中運動（或是一靜止固體放在運動的流體中），由於黏滯力的作用，在靠近固體表面的流體會出現邊界層。依照局部流場的雷諾數不同，邊界層內的流體可分為層流或是紊流。 若邊界層受到的影響，使得邊界層相對物體的速度漸漸下降，甚至接近0，此時就會出現邊界層分離的現象。此時流體的流動脫離物體的表面，會產生渦流及渦旋。在空氣動力學中，邊界層分離會使得阻力上昇，特別是因為位在物體前後流體的壓強差上昇，使得壓差阻力變大。因此許多空氣動力學及水動力學的研究都在探討如何設計物體的表面及外形，以減緩邊界層的分離，盡可能使邊界層維持在物體的表面。由於紊流的邊界層受到逆压梯度的影響較小，因此許多物體會刻意讓表面不光滑，以產生紊流的邊界層，例如網球上的絨毛、高爾夫球上的凹孔、滑翔機上的等。輕型飛機上會有來控制邊界層的分離，高攻角飛機（如F/A-18黃蜂式戰鬥攻擊機）的機翼會有前緣延伸面，也是為了類似的目的。 在邊界層分離時，物體表面的流體會反向流動。因此會突然變厚，而且局部反向流動的流體會對物體施力Wilcox, David C. Basic Fluid Mechanics.

层流

层流（Laminar flow）是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。 这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的湍流流场。 流态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。一般管道雷诺数Re＜2100为层流状态，Re＞4000为湍流状态，Re＝2100～4000時为过渡状态。.

层流和流体 · 层流和邊界層分離 · 查看更多 »

黏度

黏度（Viscosity），是黏性的程度，是材料的首要功能，也称动力粘度、粘（滞）性系数、内摩擦系数。不同物质的黏度不同，例如在常温（20℃）及常压下，空气的黏度为0.018mPa·s(10^-5)，汽油为0.65mPa·s，水为1 mPa·s，血液（37℃）为4～15mPa·s，橄榄油为102 mPa·s，蓖麻油为103 mPa·s，蜂蜜为104mPa·s，焦油为106 mPa·s，沥青为108 mPa·s，等等。最普通的液体黏度大致在1～1000 m Pa·s，气体的黏度大致在1～10μPa·s。糊状物、凝胶、乳液和其他复杂的液体就不好说了。一些像黄油或人造黄油的脂肪很黏，更像软的固体，而不是流动液体。 黏滯力是流體受到剪應力變形或拉伸應力時所產生的阻力。在日常生活方面，黏滯像是「黏稠度」或「流體內的摩擦力」。因此，水是「稀薄」的，具有較低的黏滯力，而蜂蜜是「濃稠」的，具有較高的黏滯力。簡單地說，黏滯力越低（黏滯係數低）的流體，流動性越佳。 黏滯力是粘性液體內部的一種流動阻力，並可能被認為是流體自身的摩擦。黏滯力主要來自分子間相互的吸引力。例如，高粘度酸性熔岩產生的火山通常為高而陡峭的錐狀火山，因為其熔岩濃稠，在其冷卻之前無法流至遠距離因而不斷向上累加；而黏滯力低的鎂鐵質熔岩將建立一個大規模、淺傾的斜盾狀火山。所有真正的流體（除超流體）有一定的抗壓力，因此有粘性。 沒有阻力對抗剪切應力的流體被稱為理想流體或無粘流體。 黏度\mu定義為流體承受剪應力時，剪應力與剪應變梯度（剪應變隨位置的變化率）的比值，数学表述为： 式中：\tau为剪应力，u为速度场在x方向的分量，y为与x垂直的方向坐标。 黏度較高的物質，比較不容易流動；而黏度較低的物質，比較容易流動。例如油的黏度較高，因此不容易流動；而水黏度較低，不但容易流動，倒水時還會出現水花，倒油時就不會出現類似的現象。.

流体和黏度 · 邊界層分離和黏度 · 查看更多 »

阻力

阻力（又称後曳力或流體阻力）是物體在流體中相對運動所產生與運動方向相反的力。 對於一個在流體中移動的物體，阻力為周圍流體對物體施力，在移動方向的反方向上分量的總和。而施力和移動方向垂直的分量一般則視為升力。因此阻力和物體移動方向恰好相反，像飛機前進時會產生推力來克服阻力的影響。 在航天动力学中，大氣阻力可以視為太空飛行器在發射時的低效率，其影響則是在發射時需要額外的能量，不過在返回軌道時大氣阻力有助於太空飛行器減速，可減少減速額外需要的能量，不過大氣阻力產生的熱量甚至可以將物體熔化。.

流体和阻力 · 邊界層分離和阻力 · 查看更多 »

湍流

湍流（turbulence），也稱為紊流（大陆地区的旧称），是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，称为湍流，又称为--、扰流或紊流。 这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的湍流流场。 流态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。临界雷诺数与流场的参考尺寸有密切关系。一般管道流雷诺数Re＜2100为层流状态，Re＞4000为湍流状态，Re＝2100～4000为过渡状态。 在管路设计中，湍流比层流需要更高的泵输出功率。而在热交换器或者反应器设计中，湍流反而有利于热传递或者充分混合。 有效地描述湍流的性质，至今仍然是物理学中的一个重大难题。.

流体和湍流 · 湍流和邊界層分離 · 查看更多 »