资源描述
7.1 7.1 7.1 7.1 边界层边界层边界层边界层外流：多向、多维流动，由外流：多向、多维流动，由N-S方程求解方程求解外流的两类问题：外流的两类问题：内流：单向、一维流动，由总流伯努利方程求解内流：单向、一维流动，由总流伯努利方程求解（1）Re很大时，普朗特的边界层理论很大时，普朗特的边界层理论边界层内：粘性项惯性项边界层内：粘性项惯性项利用边界层方程求解利用边界层方程求解 外部势流：惯性项外部势流：惯性项粘性项粘性项用欧拉方程求解用欧拉方程求解（2）Re很小：很小：惯性项远小于粘性项，可忽略惯性项惯性项远小于粘性项，可忽略惯性项 斯托克斯绕圆球蠕流斯托克斯绕圆球蠕流1.边界层的基本概念和特征边界层的基本概念和特征 边界层：（附面层）边界层：（附面层）19041904年，普朗特提出。对于水和空气等黏年，普朗特提出。对于水和空气等黏度很小的流体，在度很小的流体，在大雷诺数大雷诺数下绕物体流动时，下绕物体流动时，黏性黏性对流动的影对流动的影响仅限于响仅限于紧贴物体壁面的薄层紧贴物体壁面的薄层中，这一薄层称为边界层。中，这一薄层称为边界层。1例例1 1：空气运动粘度：空气运动粘度大大ReRe数流动是常见现象数流动是常见现象设汽车设汽车例例2 2：水运动粘度：水运动粘度设船设船7.1 7.1 7.1 7.1 边界层边界层边界层边界层2外部流动的三个区域：外部流动的三个区域：边界层、尾流区、外部势流边界层、尾流区、外部势流（I I）边界层）边界层粘性力粘性力惯性力惯性力x xy y涡量涡量边界层内为有旋流动边界层内为有旋流动7.1 7.1 7.1 7.1 边界层边界层边界层边界层3（IIII）尾流区）尾流区漩涡逐渐消失，速度逐渐均匀成为外部势流漩涡逐渐消失，速度逐渐均匀成为外部势流（IIIIII）外部势流）外部势流理想无旋势流理想无旋势流边界层厚度边界层厚度：当：当u=99u=99%U Ue e时，从物面到该速度位置的垂直距离时，从物面到该速度位置的垂直距离7.1 7.1 7.1 7.1 边界层边界层边界层边界层其中特征速度其中特征速度U Ue e为外部势流为外部势流（来流）的速度，特征长度（来流）的速度，特征长度l为为平板的长度。平板的长度。4当当边界层厚度随着当地雷诺数边界层厚度随着当地雷诺数 是不断增长的是不断增长的边界层内的流动边界层内的流动层流和湍流层流和湍流层流向湍流转捩临界雷诺数为层流向湍流转捩临界雷诺数为5边界层内的基本特征：边界层内的基本特征：（1 1）与物体的特征长度）与物体的特征长度L L相比，边界层的厚度相比，边界层的厚度很小，很小，LL（2 2）边界层内沿物面的法线方向，速度梯度很大）边界层内沿物面的法线方向，速度梯度很大（3 3）在边界层内，黏性力与惯性力同一数量级）在边界层内，黏性力与惯性力同一数量级（4 4）边界层厚度沿流体流动方向逐渐增加）边界层厚度沿流体流动方向逐渐增加（5 5）边界层内的流态，也有层流和紊流两种流态，用）边界层内的流态，也有层流和紊流两种流态，用ReRex x判别判别（6 6）边界层内压强与）边界层内压强与y y无关，无关，p=p=p(xp(x)，边界层中各截面上的压，边界层中各截面上的压 强等于同一截面上边界层外边界上的压强强等于同一截面上边界层外边界上的压强 7.1 7.1 7.1 7.1 边界层边界层边界层边界层62.2.普朗特边界层微分方程普朗特边界层微分方程 7.1 7.1 7.1 7.1 边界层边界层边界层边界层二维流动无量纲方程组为二维流动无量纲方程组为111式中式中设设,在边界层内在边界层内7忽略掉量级比忽略掉量级比1 1小量小量*、*2得到，得到，普朗特边界层微分方程普朗特边界层微分方程7-77-7边界条件为：边界条件为：y=0,u=v=0;y=,u=Ue7-87-8结合理想势流流动的伯努利方程和牛顿切应力公式，可得结合理想势流流动的伯努利方程和牛顿切应力公式，可得87.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算1.布拉休斯精确解布拉休斯精确解对于平板层流问题，布拉休斯对普对于平板层流问题，布拉休斯对普朗特方程进行相似分析，将其转化朗特方程进行相似分析，将其转化为常微分方程，求解析解为常微分方程，求解析解边界层厚度边界层厚度:壁面切向力：壁面切向力：摩擦阻力系数：摩擦阻力系数：速度分布速度分布:壁面摩擦系数：壁面摩擦系数：92.冯冯.卡曼边界层动量积分关系式卡曼边界层动量积分关系式利用控制体分析法，得到积分关系式，称为近似解利用控制体分析法，得到积分关系式，称为近似解7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算10b）ac段流入的动量段流入的动量带入控制体的动量为带入控制体的动量为a）由质量守恒定律，从）由质量守恒定律，从cd段流入的质量为段流入的质量为c）bd段流出的动量段流出的动量1）x方向上的动量流方向上的动量流7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算11X方向上的净动量流出为：方向上的净动量流出为：2）控制面上的力沿）控制面上的力沿x方向上的分量为：方向上的分量为：7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算12外力的合力为：外力的合力为：由动量定理：由动量定理：令令当当dx0时，时，f2-f1=df,两边同除以两边同除以dx得得冯卡曼边界层动量积分关系式冯卡曼边界层动量积分关系式其中：其中：7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算13边界层厚度边界层厚度（1 1）名义厚度）名义厚度对平板层流边界层对平板层流边界层（2 2）位移厚度（排挤厚度）位移厚度（排挤厚度）*边界层内由于粘性影响使质量流量减少的量等于理想流边界层内由于粘性影响使质量流量减少的量等于理想流体通过厚度为体通过厚度为*的质量流量的质量流量7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算14（3 3）动量损失厚度）动量损失厚度 边界层内由于粘性影响使动量减少的量等于理想流体通过边界层内由于粘性影响使动量减少的量等于理想流体通过厚度为厚度为的动量的动量对同一边界层流动，动量厚度总是小于位移厚度的。对同一边界层流动，动量厚度总是小于位移厚度的。因此因此冯卡曼动量积分关系式冯卡曼动量积分关系式还可以表示成：还可以表示成：该公式适用于层流和湍流流动该公式适用于层流和湍流流动7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算157.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算3.平板层流边界层的近似计算平板层流边界层的近似计算由于外部势流区由于外部势流区U(x)=常数，由伯努利方程知常数，由伯努利方程知dp/dx=0,=0,冯卡曼边冯卡曼边界层动量积分关系式变为：界层动量积分关系式变为：为了求解该式需要知道边界层内的速度分布为了求解该式需要知道边界层内的速度分布167.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算（1 1）速度分布）速度分布u=u(y)假定假定利用边界条件利用边界条件所以所以（2 2）切应力）切应力壁面上壁面上（层流）（层流）177.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算（3 3）边界层厚度）边界层厚度将速度分布和壁面切应力代入边界层动量积分关系式得将速度分布和壁面切应力代入边界层动量积分关系式得积分后利用积分后利用x=0,x=0,=0=0得到得到（4 4）摩擦阻力系数）摩擦阻力系数C CD D187.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算宽度为宽度为b,b,长为长为L L的平板受到的摩擦力为的平板受到的摩擦力为（5 5）与布拉休斯精确解的比较）与布拉休斯精确解的比较壁面切向力壁面切向力边界层厚度边界层厚度摩擦阻力系数摩擦阻力系数 精确解精确解 近似解近似解194.平板湍流边界层的近似计算平板湍流边界层的近似计算（1 1）速度分布）速度分布u=u(y)将速度分布和应力分布代入动量积分关系式得将速度分布和应力分布代入动量积分关系式得（2 2）切应力）切应力Schlichting 半经验公式半经验公式（3 3）边界层厚度）边界层厚度假定平板湍流边界层内的速度分布符合假定平板湍流边界层内的速度分布符合1/71/7次方指数规律次方指数规律7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算20积分并利用积分并利用x=0,=0得到得到（4 4）摩擦阻力系数）摩擦阻力系数C CD D实验结果表明实验结果表明C CD D的系数应该为的系数应该为0.0740.074，因此，因此适用用范围适用用范围7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算215.平板混合边界层的近似计算平板混合边界层的近似计算实际绕流问题的边界层实际绕流问题的边界层:层流边界层层流边界层+湍流边界层湍流边界层转捩雷诺数转捩雷诺数ReRexcrxcr=3.2=3.210105 57.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算22（1 1）混合边界层的阻力系数）混合边界层的阻力系数C CDMDMF FDMDM混合边界层的总摩擦阻力混合边界层的总摩擦阻力F FDLDL层流边界层的总摩擦阻力层流边界层的总摩擦阻力F FDTDT湍流边界层的总摩擦阻力湍流边界层的总摩擦阻力若转捩点发生在若转捩点发生在x xc c,则则7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算23混合边界层的阻力系数混合边界层的阻力系数由于由于令令其中其中I I是转捩雷诺数的函数，对于平板是转捩雷诺数的函数，对于平板适用范围：适用范围：7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算24（2 2）层流边界层和湍流边界层的比较）层流边界层和湍流边界层的比较 层流层流 湍流湍流速度分布速度分布边界层厚度边界层厚度摩擦阻力系数摩擦阻力系数7.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算257.2 7.2 7.2 7.2 绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算绕平板流动边界层的近似计算【例例7-17-1】不可压粘性流体纵向流过平板，在平板上形成混合不可压粘性流体纵向流过平板，在平板上形成混合边界层。流过整块平板的雷诺数边界层。流过整块平板的雷诺数ReReL L=2.6106=2.6106，如果把层流边，如果把层流边界层转捩点的位置从界层转捩点的位置从x xc1c1=0.2L=0.2L后移到后移到x xc2c2=0.8L=0.8L，问摩擦阻力将，问摩擦阻力将减少百分之几？减少百分之几？【解解】x xc1c1=0.2L=0.2L和和x xc2c2=0.8L=0.8L时，转捩点雷诺数分别为时，转捩点雷诺数分别为阻力减少百分比为阻力减少百分比为267.3 7.3 7.3 7.3 绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离边界层分离又称为边界层分离又称为流动分离流动分离，是指原来紧贴壁面流动的边界，是指原来紧贴壁面流动的边界层脱离壁面的现象层脱离壁面的现象 1.绕曲面流动边界层分离绕曲面流动边界层分离xydp/dx0dp/dxdp/dx000：逆压强梯度：逆压强梯度 流动流动外部势流区满足理想外部势流区满足理想流动条件流动条件277.3 7.3 7.3 7.3 绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离由普朗特边界层微分方程由普朗特边界层微分方程在物面上（在物面上（y=0,u=0,v=0）有）有对于顺压流动对于顺压流动dp/dxdp/dx000287.3 7.3 7.3 7.3 绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离物面出物面出现拐点现拐点分离点分离点出现出现297.3 7.3 7.3 7.3 绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离307.3 7.3 7.3 7.3 绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离2.边界层分离的原因和后果边界层分离的原因和后果顺压梯度区顺压梯度区dp/dx0，边界层内边界层内压强增加，速度减小，动能转化为压强压强增加，速度减小，动能转化为压强势能，同时要克服粘性阻滞作用。当达到势能，同时要克服粘性阻滞作用。当达到S S点时，近壁处流点时，近壁处流体质点的动能已被消耗完尽，速度为零；过体质点的动能已被消耗完尽，速度为零；过S S点以后，逆向点以后，逆向压强继续增加，在逆向压强差的作用下，除了壁上的流体质压强继续增加，在逆向压强差的作用下，除了壁上的流体质点速度仍等于零外，近壁处的流体质点开始倒退。点速度仍等于零外，近壁处的流体质点开始倒退。317.3 7.3 7.3 7.3 绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离逆压强梯度逆压强梯度和流体的和流体的粘性粘性的共同作用是边界层分离的原因的共同作用是边界层分离的原因边界层分离后将形成的旋涡，不断地被主流带走，在圆柱体后边界层分离后将形成的旋涡，不断地被主流带走，在圆柱体后面产生一个面产生一个尾涡区尾涡区。尾涡区内的旋涡不断地消耗机械能，使该。尾涡区内的旋涡不断地消耗机械能，使该区中的压强降低，即小于圆柱体前和尾涡区外面的压强，从而区中的压强降低，即小于圆柱体前和尾涡区外面的压强，从而在圆柱体前后产生了压强差，形成了在圆柱体前后产生了压强差，形成了压差阻力压差阻力。注：注：（2 2）普朗特边界层微分方程不适用尾涡区的流动）普朗特边界层微分方程不适用尾涡区的流动（1 1）延缓分离点的出现，可以减少压强损失）延缓分离点的出现，可以减少压强损失327.3 7.3 7.3 7.3 绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离3.冯卡曼涡街冯卡曼涡街黏性流体绕流圆柱体，雷诺数大于黏性流体绕流圆柱体，雷诺数大于4040时，将发生边界层分离，时，将发生边界层分离，在主流带动下，分离的边界层在圆柱体后面产生一对旋转方向在主流带动下，分离的边界层在圆柱体后面产生一对旋转方向相反的对称旋涡（相反的对称旋涡（Re70Re70），对称旋涡不断增长，而后上下交），对称旋涡不断增长，而后上下交替脱落，在尾流中排成窝列，称为冯卡曼涡街。替脱落，在尾流中排成窝列，称为冯卡曼涡街。图图7-9 7-9 圆柱体后面的冯卡曼涡街圆柱体后面的冯卡曼涡街337.3 7.3 7.3 7.3 绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离绕曲面的流动及边界层的分离若窝列间的间距为若窝列间的间距为h,前后之间的间隔为前后之间的间隔为l,则对稳定的窝列则对稳定的窝列 涡街的运动速度小于主流的速度，涡街的运动速度小于主流的速度，冯卡曼证明，冯卡曼证明，单位长度圆柱体单位长度圆柱体上的阻力为上的阻力为 圆柱体的圆柱体的冯卡曼冯卡曼涡街的脱落频率涡街的脱落频率f与流体流动的速度与流体流动的速度U和圆和圆柱体直径柱体直径d有关，泰勒有关，泰勒(FTaylor)(FTaylor)和瑞利和瑞利(LRayleighLRayleigh)提出下提出下列经验公式列经验公式 适用范围为适用范围为250Re103时，时，St=0.21。根据卡门涡街根据卡门涡街的上述性质，可以制成卡门涡街流量计。的上述性质，可以制成卡门涡街流量计。347.4 7.4 7.4 7.4 粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动1.斯托克斯阻力系数斯托克斯阻力系数雷诺数很小时（小于雷诺数很小时（小于1 1），斯托克斯认为可以忽略惯性力，从而），斯托克斯认为可以忽略惯性力，从而可以简化可以简化N-SN-S方程并求出解析解。方程并求出解析解。N-SN-S方程可以简化为：方程可以简化为：在球坐标下简化后进行积分求解可以得到绕球表面的速度分布、在球坐标下简化后进行积分求解可以得到绕球表面的速度分布、应力分布，进而求出圆球的阻力系数应力分布，进而求出圆球的阻力系数 斯托克斯阻力系数斯托克斯阻力系数357.4 7.4 7.4 7.4 粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动斯托克斯阻力系数在斯托克斯阻力系数在Re1Re1Re1条件下，条件下，奥森考虑部分惯性力后进行修正得到奥森考虑部分惯性力后进行修正得到 奥森阻力系数奥森阻力系数367.4 7.4 7.4 7.4 粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动2.颗粒在静止流体中的自由沉降颗粒在静止流体中的自由沉降颗粒在静止流体中自由沉降时，当圆球的重量颗粒在静止流体中自由沉降时，当圆球的重量W W与圆球受到的与圆球受到的浮力浮力FB和流体阻力和流体阻力FD之和相等时，圆球以匀速之和相等时，圆球以匀速Uf自由沉降自由沉降重力重力浮力浮力阻力阻力得到自由沉降速度得到自由沉降速度其中其中 s，分别为颗粒的密度和流体的密度分别为颗粒的密度和流体的密度377.4 7.4 7.4 7.4 粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动阻力系数阻力系数CD随着雷诺数的变化而不同，分为三种情况随着雷诺数的变化而不同，分为三种情况（1）Re1时，时，CD=24/Re（2）1Re1000时，阻力系数用修正的怀特公式时，阻力系数用修正的怀特公式（3）1000Re2105时，阻力系数为常数，时，阻力系数为常数，CD=0.48387.4 7.4 7.4 7.4 粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动粘性流体绕小球的蠕流流动【例例7-27-2】沸腾炉从下部鼓风，使炉排上的细煤粉颗粒在悬浮状沸腾炉从下部鼓风，使炉排上的细煤粉颗粒在悬浮状态下燃烧。假定颗粒直径为态下燃烧。假定颗粒直径为d=1.2mmmm，密度，密度 s=2250kg/m3。沸腾。沸腾燃烧温度为燃烧温度为T=1000=10000 0C C，烟气的运动黏度为，烟气的运动黏度为=1.6710-6m2/s，烟，烟气的密度为气的密度为 0=1.34kg/m3。问烟气速度为多少才能使颗粒处于悬。问烟气速度为多少才能使颗粒处于悬浮状态？浮状态？【解解】细煤颗粒悬浮，烟气速度必须等于颗粒自由沉降速度细煤颗粒悬浮，烟气速度必须等于颗粒自由沉降速度假定流动雷诺数假定流动雷诺数 Re1,CRe1,CD D=24/Re=24/Re校验雷诺数校验雷诺数 Re=2.64Re=2.6410106，假定不成立假定不成立重新假定重新假定 1000Re21000Re100Re 100时从圆柱后部交替释放出旋涡，组时从圆柱后部交替释放出旋涡，组 成卡门涡街（成卡门涡街（c c）。阻力由摩擦阻力和压差阻力两部分组）。阻力由摩擦阻力和压差阻力两部分组 成，且大致与速度的成，且大致与速度的1.51.5次方成比例。次方成比例。427.5 7.5 7.5 7.5 粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力（3 3）500500ReRe2102105 5，流动分离严重，大约从，流动分离严重，大约从ReRe=10=104 4起，边界起，边界 层甚至从圆柱的前部就开始分离（层甚至从圆柱的前部就开始分离（d d），涡街破裂成为湍），涡街破裂成为湍 流流,形成很宽的分离区。阻力以压差阻力为主，且与速度形成很宽的分离区。阻力以压差阻力为主，且与速度 的二次方成比例，即的二次方成比例，即C CD D几乎不随几乎不随ReRe数变化。数变化。（4 4）2102105 5ReRe5105105 5，层流边界层变为湍流边界层，分离，层流边界层变为湍流边界层，分离 点向后推移，阻力减小，点向后推移，阻力减小，C CD D下跌，至下跌，至ReRe=510=5105 5时，时，C CD D达最小值，此时的分离区最小（达最小值，此时的分离区最小（e e）。）。（5 5）5105105 5ReRe3103106 6，分离点又向前移，分离点又向前移，C CD D回升。回升。（6 6）ReRe 3103106 6，C CD D与与ReRe无关，称为自模区。无关，称为自模区。437.5 7.5 7.5 7.5 粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力2.减小粘性流体绕流物体阻力的措施减小粘性流体绕流物体阻力的措施摩擦阻力为主：使转捩点后移，延长层流边界层的长度。摩擦阻力为主：使转捩点后移，延长层流边界层的长度。压差阻力为主：使分离点后移，减少分离区的面积压差阻力为主：使分离点后移，减少分离区的面积(1)(1)尽可能采用前部圆滑，后部平缓，形体细长的流线型体。尽可能采用前部圆滑，后部平缓，形体细长的流线型体。但是由于流线型体后部加长，摩擦阻力随之加大，必须但是由于流线型体后部加长，摩擦阻力随之加大，必须正确处理两种阻力的关系正确处理两种阻力的关系 (2)(2)对于形状确定的非流线型体，采用增加表面粗糙度的方对于形状确定的非流线型体，采用增加表面粗糙度的方法促进层流边界层转变为湍流边界层，使分离点后移减小压法促进层流边界层转变为湍流边界层，使分离点后移减小压差阻力。差阻力。44水滴形流线型体风洞实验阻力曲线水滴形流线型体风洞实验阻力曲线 7.5 7.5 7.5 7.5 粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力457.5 7.5 7.5 7.5 粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力粘性流体绕流物体的阻力【例例7-37-3】巡游花车正面图标为一个直径巡游花车正面图标为一个直径d=2.0md=2.0m的圆盘，花车在的圆盘，花车在3m/s3m/s的逆风中以的逆风中以12.6km/h12.6km/h的速度行进当地气温的速度行进当地气温t=2t=20 00 0C,C,求克服该求克服该图标上的阻力消耗的功率。图标上的阻力消耗的功率。【解解】花车相对于风的速度为花车相对于风的速度为空气绕流图标的雷诺数为空气绕流图标的雷诺数为查阻力系数图得到阻力系数查阻力系数图得到阻力系数C CD D=1.20=1.20消耗的功率为消耗的功率为46
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