什么条件下会发生边界层的分离现象？

Question

如题所述

Answer 1

产生边界层分离的必要条件如下：

1、曲率半径较小的表面上流动的雷诺数要明显比平直表面上的雷诺数小才容易出现分离现象。

2、表面粗糙度会导致边界层增厚，从而促进边界层分离。

3、流动速度越大，流体的惯性作用就越大，当速度足够大时，容易出现边界层分离。

4、流体粘性越小，流动越容易产生边界层分离。

5、流体所受到的压力的变化，如涡旋和涡脱落等也会导致边界层分离。

6、入流边界的扰动越强，越容易导致边界层分离。

7、入流边界的流场对称性的破坏也会导致边界层分离。

边界层分离现象的原因

1、边界层分离的原因是逆压梯度和粘性力的作用。边界层中流体的动能不断地被粘性耗散掉，在不能克服逆压梯度时就产生了分离。边界层是一个薄层，它紧靠物面，沿壁面法线方向存在着很大的速度梯度和旋度的流动区域。

2、粘性应力对边界层的流体来说是阻力，所以随着流体沿物面向后流动，边界层内的流体会逐渐减速，增压。若流动在逆压梯度作用下，则会进一步减速，最后整个边界层内的流体的动能不足以长久的维持流动一直向下游进行，以致在物体表面某处其速度会与势流的速度方向相反，即产生逆流。

3、该逆流会把边界层向势流中排挤，造成边界层突然变厚或分离。边界层分离之后，它将从紧靠物面的地方抬起进入主流，与主流发生参混。结果使整个掺混区域的压力趋于一致。