→ tsuyi:因為地科涵蓋大氣、水文所以有關阿......140.113.127.106 06/28
※ 引述《anic0603 (喬依斯)》之銘言:
: ※ 引述《newline (對的人)》之銘言:
: : 目前用來研究外流場有三種 1.數值解 2.實驗 3.邊界層理論
: : 德國科學家布蘭勒特(Iudwig Prandtl, 1875-1953),是人類歷史上第一個研究風在皮
: : 膚、葉子、與金屬器材表面是怎麼移動的人,他在德國的哥庭根(Gottingen)建立了一
: : 個「風洞」(Wind tunnels)實驗室,讓不同的風吹在一個物體的表面上,看物體表面對
: : 於風流動的黏滯影響,他發現當風吹的速度超過物體表面的黏滯影響時,就會產生亂流,
: : 因此設計飛機、汽車形狀時,就要減少亂流產生,以免在強風中前進,飛機、汽車會上下
: : 抖動,不易控制。布蘭勒特稱這理論為「邊界層理論」(Boundary Layer Theory)。今
: : 天邊界層理論已經成了航太運輸的一個非常重要理論。
: : 流體流經物體邊界面 ( 表面 ) 時,流速受邊界面的影響而降低,而且越靠近邊界面影響
: : 越大,直到離開物體邊界面一定距離後,才逐漸恢復其原來的狀態,此一受物體邊界面影
: : 響而改變流速的區域,稱為邊界層,在邊界層外面,流體的流動和其他物理屬性不受界面
: : 的約束,而在邊界層內的流速和各種物理屬性,均受界面的影響。
: 謝謝newline的回應
: 再請教一個問題
: 為什麼Stagnation Flow (Hiemenz 1911)用boundary layer eqn.
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用BL eqn. 建立的數學模型,因為已將N-S eqn.簡化為拋物線型的PDE,
故可以得到解析的相似解(similarity solution)。而且,這個模型捕捉到
足夠的物理意涵,所以會被後人稱之為理論。當然,這應該是跟實驗結果比
較之後的結論。
: 所推導的結果會跟用N-S eqn.所推的結果一樣?
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N-S eqn.在這種情況下只有數值解,但是未做任何物理上地近似與簡化的假設,
(除了,數值技巧之外)所以似乎是比BL eqn.涵蓋了更多物理意涵,然而,按情
形應該是N-S eqn.的結果去跟BL eqn.比較吧!!原則上,結果的可信程度是
實驗的解>>解析解>>數值解。
: 它們的governing eqn.不是不同嗎?
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因為兩者都捕捉到足夠的流場訊息,所以結果一致!!
: 為什麼結果還是一樣?
: 是boundary condition的假設相同還是有其他的條件?
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BC應該是一樣的,不然就是近似一樣,否則相比較就沒意義了!!
: 如果結果真的相同,那麼兩者的速度場跟壓力場及其他物理量是否也一樣?
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因為兩相比較的結果一致,所以更顯得BLT的有意義!所以在一些問題上,
不用耗費太多資源(不管人腦算,還是電腦算),就可以得到可接受的結果。
: 懇請不吝指教
: 謝謝
簡單回應一下,原po!!!
坦白說,Prandtl提出的邊界層理論是相當具有影響力的,因為回顧流體力學的發展
,以作實驗研究為主的Hydraulicists與以數學理論模型為主的hydrodynamists之間
的結果向來是不一致的,像是有名的D'Alembert parodox 就無法加以解釋,實際上
有阻力,然而,勢流模型卻捕捉不到!!BLT的出現,才可以去解釋為何實驗的結果
跟數學模型解析不一致(黏性作祟說),也才可實際計算出近似的答案(這可不是用電
腦喔!),導致飛機的發展進步地這麼快(非常難以想像地,相對於N-S eqn.的完整推
導,竟然花了人類歷史上近140多年的歲月)。
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