第10 章 湍流边界层 10
1 壁面湍流特性和速度分布规律 当 边 界 层 内 流 体 及 管 内 流 体 处 于 层 流 流 动 状 态 时 ，流 体 受 到 壁 面 的 限 制 仅 仅 表 现 在 粘 性 切 应 力作 用 下 ， 进 行 粘 性 旋 涡 的 扩 散 ； 而 当 处 于 湍 流 流 动 状 态 时 ， 流 体 受 到 壁 面 的 限 制 则 是 在 粘 性 切 应 力和 湍 流 附 加 切 应 力 的 同 时 作 用 下 ， 进 行 旋 涡 的 扩 散
由 于 湍 动 旋 涡 的 扩 散 速 度 远 大 于 粘 性 旋 涡 扩散 的 速 度 ， 因 此 ， 在 相 同 条 件 下 ， 湍 流 速 度 边 界 层 的 厚 度 要 比 层 流 速 度 边 界 层 厚
但 在 高 雷 诺 数的 条 件 下 ， 湍 流 速 度 边 界 层 仍 是 贴 近 壁 面 的 薄 层 ， 因 此 ， 建 立 湍 流 边 界 层 方 程 的 前 提 条 件 与 层 流 时相 同
但 是 ， 由 于 两 种 切 应 力 的 作 用 ， 湍 流 速 度 边 界 层 的 结 构 要 比 层 流 速 度 边 界 层 复 杂 得 多
因 此 ，一 定 要 先 了 解 壁 面 湍 流 的 分 层 结 构 和 时 均 速 度 分 布 规 律
1 壁面湍流分层结构及其特性 在 壁 面 湍 流 中 ， 随 着 壁 面 距 离 的 变 化 ， 粘 性 切 应 力 和 湍 流 附 加 切 应 力 各 自 对 流 动 的 影 响 也 发 生变 化
以 y 表 示 离 开 壁 面 的 垂 直 距 离 ， 随 着 y 的 增 加 ， 粘 性 切 应 力 的 影 响 逐 渐 减 小 ， 而 湍 流 附 加切 应 力 的 影 响 开 始 不 断 增 大 ， 而 后 逐
