淺談流體在物體表面的分離本質

流動分離的必要條件，流體有粘性和流體產生逆壓梯度。這個進一步描述即是邊界層理論。

首先先說下流體為什么會產生邊界層分離呢？

其實這是分子學的問題，對于流體來說，它們不想固體一樣，有比較穩固強大的分子鍵相互連接。流體之間的分子鍵相對來說不太穩固，所以在受到剪切力以后，可以隨意變形自己的形狀。流體中最主要的力之一應該就是粘性力了。它的作用就是保持流體層與層之間處于粘結的狀態，你也可以理解為這個力是摩擦力。一般來說，流體內部的粘性力是非常小的，可以忽略。但是當流體與壁面靠近時，粘性力就不能忽略了，這個粘性力會導致流體的質點動量減小，進而在壁面位置產生邊界層。流體中另外一個主要的力就是壓力了。當流體運動時根據伯努利原理，有動能和勢能變化就會產生壓力能。這個壓力能我們可以用壓差來表示。之所以產生邊界層分離，就是因為流體層之間的壓差和粘性力導致流體質點的動量減小為零甚至是負，使得邊界層內流體質點產生回流，將邊界層內另外的流體質點被擠向外側主流，邊界層與壁面也就產生了分離。

結合機翼型和球狀型邊界層分離的不同為實例講講邊界層。

首先我們假設氣流從遠處來的時候速度一致。當氣流接觸到機翼和球狀物時，都會產生加速。你可以理解為，體積流量一致，速度和流過的截面積成反比。根據伯努利原理，當速度增加時，不考慮勢能的話，壓力是減小的，即為順壓。在這個階段，在壁面附近的邊界層處，順壓導致的壓差是可以克服粘性的作用，使得流體質點保持向前運動。

此后的階段機翼和球狀物的邊界層就不太一樣了。在流體質點繼續前行，過了球狀物最高點位置時，根據前面說的，這個時候流體會減速，產生逆壓。而運動的流體質點在此刻既要抵抗粘性作用，又要克服壓差。當動量不足以克服這兩個作用時，會產生停滯甚至回流，回流作用使得邊界層內的流體質點擠向外部，所以導致邊界層脫離壁面。同樣對于機翼來說，由于過了最高點后，也會產生逆壓，但由于機翼后段的形狀趨于平行（近似的），所以相較而言，逆壓要比球狀物的小得多。逆壓少，導致流體質點回流的動能就少，所以機翼的邊界層的分離點相對靠后，并且厚度比較小。

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