作者tsuyi (marlin)
看板EarthScience
标题Re: [问题]为何要学 VISCOUS??
时间Tue Jun 28 02:03:15 2005
※ 引述《anic0603 (乔依斯)》之铭言:
: ※ 引述《newline (对的人)》之铭言:
: : 目前用来研究外流场有三种 1.数值解 2.实验 3.边界层理论
: : 德国科学家布兰勒特(Iudwig Prandtl, 1875-1953),是人类历史上第一个研究风在皮
: : 肤、叶子、与金属器材表面是怎麽移动的人,他在德国的哥庭根(Gottingen)建立了一
: : 个「风洞」(Wind tunnels)实验室,让不同的风吹在一个物体的表面上,看物体表面对
: : 於风流动的黏滞影响,他发现当风吹的速度超过物体表面的黏滞影响时,就会产生乱流,
: : 因此设计飞机、汽车形状时,就要减少乱流产生,以免在强风中前进,飞机、汽车会上下
: : 抖动,不易控制。布兰勒特称这理论为「边界层理论」(Boundary Layer Theory)。今
: : 天边界层理论已经成了航太运输的一个非常重要理论。
: : 流体流经物体边界面 ( 表面 ) 时,流速受边界面的影响而降低,而且越靠近边界面影响
: : 越大,直到离开物体边界面一定距离後,才逐渐恢复其原来的状态,此一受物体边界面影
: : 响而改变流速的区域,称为边界层,在边界层外面,流体的流动和其他物理属性不受界面
: : 的约束,而在边界层内的流速和各种物理属性,均受界面的影响。
: 谢谢newline的回应
: 再请教一个问题
: 为什麽Stagnation Flow (Hiemenz 1911)用boundary layer eqn.
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用BL eqn. 建立的数学模型,因为已将N-S eqn.简化为抛物线型的PDE,
故可以得到解析的相似解(similarity solution)。而且,这个模型捕捉到
足够的物理意涵,所以会被後人称之为理论。当然,这应该是跟实验结果比
较之後的结论。
: 所推导的结果会跟用N-S eqn.所推的结果一样?
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N-S eqn.在这种情况下只有数值解,但是未做任何物理上地近似与简化的假设,
(除了,数值技巧之外)所以似乎是比BL eqn.涵盖了更多物理意涵,然而,按情
形应该是N-S eqn.的结果去跟BL eqn.比较吧!!原则上,结果的可信程度是
实验的解>>解析解>>数值解。
: 它们的governing eqn.不是不同吗?
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因为两者都捕捉到足够的流场讯息,所以结果一致!!
: 为什麽结果还是一样?
: 是boundary condition的假设相同还是有其他的条件?
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BC应该是一样的,不然就是近似一样,否则相比较就没意义了!!
: 如果结果真的相同,那麽两者的速度场跟压力场及其他物理量是否也一样?
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因为两相比较的结果一致,所以更显得BLT的有意义!所以在一些问题上,
不用耗费太多资源(不管人脑算,还是电脑算),就可以得到可接受的结果。
: 恳请不吝指教
: 谢谢
简单回应一下,原po!!!
坦白说,Prandtl提出的边界层理论是相当具有影响力的,因为回顾流体力学的发展
,以作实验研究为主的Hydraulicists与以数学理论模型为主的hydrodynamists之间
的结果向来是不一致的,像是有名的D'Alembert parodox 就无法加以解释,实际上
有阻力,然而,势流模型却捕捉不到!!BLT的出现,才可以去解释为何实验的结果
跟数学模型解析不一致(黏性作祟说),也才可实际计算出近似的答案(这可不是用电
脑喔!),导致飞机的发展进步地这麽快(非常难以想像地,相对於N-S eqn.的完整推
导,竟然花了人类历史上近140多年的岁月)。
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◆ From: 140.113.127.106
※ 编辑: tsuyi 来自: 140.113.127.106 (06/28 02:19)
※ 编辑: tsuyi 来自: 140.113.127.106 (06/28 02:22)
1F:→ tsuyi:因为地科涵盖大气、水文所以有关阿......140.113.127.106 06/28