143143143
CHƯƠNG 8
LỚP BIÊN – LỰC CẢN – LỰC NÂNG
1. Lớp biên.
2. Lực cản & Lực nâng.
144
1. L
ỚP BIÊN (1/7)
1.1
Các khái niệm.
Khi lưu chất chuyển động bao quanh một vật thể,
hiệu ứng nhớt chỉ tồn tại trong một phạm vi hẹp gần
sát bề mặt vật thể. Phần lớn môi trường còn lại ở
cách xa vật có thể được coi là không nhớt.
Lớp biên: lớp lưu chất chuyển động trong khoảng
từ bề mặt vật thể tới vị trí có vận tốc bằng 99% vận
tốc dòng tự do.
Phân loại:
• Lớp biên tầng: Rex ≤ 3.105
• Lớp biên chuyển tiếp
• Lớp biên rối: Rex ≥ 3.105- 5.105
• Lớp biên tầng ngầm
Pgs.Ts
145145
1. L
ỚP BIÊN (2/7)
1.1
Các khái niệm (tt).
Hiện tượng tách rời lớp biên.
0
*
1dy
u
u
Các bề dày:
- Bề dày lớp biên: δ
- Bề dày dịch chuyển: δ*
0
1dy
u
u
u
u
i
- Bề dày động lượng: δi
Pgs.Ts
146
1. L
ỚP BIÊN (3/7)
1.2
Phương trình lớp biên (pt Prandtl).
Chuyển động 2D, ổn định của lưu chất không nén được, bỏ qua lực khối
Lớp biên:
L

uv 
=> và yx

2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
0
y
v
x
v
y
p
y
v
v
x
v
u
y
u
x
u
x
p
y
u
v
x
u
u
y
v
x
u
0
1
0
2
2
y
p
y
u
x
p
y
u
v
x
u
u
y
v
x
u
=>
Phương trình Navier-Stokes => Phương trình lớp biên Prandtl
x
u
u
x
p
1
Gradient áp suất =? Pt Bernoulli =>
0
x
u=> 2
2
y
u
y
u
v
x
u
u
Trường hợp lớp biên trên tấm phẳng:
Pgs.Ts
147147
1. L
ỚP BIÊN (4/7)
1.3
Hệ thức tích phân Karman
Thể tích kiểm soát ABCD
dx
du
uu
dx
d
i
*2
0
dx
d
u
i
2
0
Áp dụng phương trình biến thiên động
lượng cho thể tích kiểm soát cho kết quả:
Trường hợp lớp biên trên tấm phẳng
Pgs.Ts