学习目标：

1、掌握牛顿粘性定律及物理意义；

2、掌握粘度的定义、单位、影响因素；

2、掌握流体流动的类型及判定方法；

3、了解流动边界层形成与边界层分离意义。

 牛顿黏性定律

1）牛顿黏性定律，表明流体层之间的内摩擦力或剪应力与法相速度梯度成正比。

2）流体的粘度

  定义：反映流体粘性大小的物理量。

  物理意义：流体流动时在与流动方向垂直方向上产生单位速度梯度所需剪应力。

 流动型态

1）层流：其质点作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合

湍流：其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。

2）雷诺数：

物理意义惯性力与粘性力之比。

3）流型的判断:  

Re≤2000 滞流

Re≥4000 湍流（生产条件下Re≥3000）

Re=2000 ∽4000 过渡流

管内流动分析

1）流体的力平衡：

2）层流时：

3）圆管内湍流的速度分布:  

 边界层与边界层分离

1）定义：流速降为未受边壁影响流速uo的99%以内的区域为边界层，即边界层为受边界影响的区域。

2）边界层的形成和发展

（1）流体流过光滑平板时，边界层由层流转变为湍流发生在Re_c=2´10⁵~3´10⁶

（2）流体在平板上的流动

平板上边界层厚度的估算：

层流边界层：δ/x=4.64/Rex0.5 Rex≤2×105

湍流边界层：δ/x=0.376/Rex0.2  Rex=ux·x·ρ/μ

（3）流体在圆形直管的进口段内的流动

滞流：xo=(50～100)d   xo——稳定段长度

3）边界层的分离

（1）形体阻力流体质点进行着强烈的碰撞与混合而消耗能量，这部分能量损耗是由于固体表面形状而造成边界层分离而引起的，称为形体阻力。

（2）边界层分离的必要条件是：逆压、流体具有粘性这两个因素缺一不可

案例

 边界层分离导致绕流物体压差阻力增大，如果发生在机翼上那就是失速。边界层分离还会使机翼的阻力大大增加，机翼被设计成园头尖尾的流线型就是为了减小阻力。在高亚音速飞机上采用的超临界翼型，也是为了避免边界层的分离。 但有时也可利用分离，如小展弦比尖前缘机翼的前缘分离涡可导致很强的涡升力。