第45章 边界层方程

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第45章边界层方程
  
  会议要开一个月,第一周在顶楼大厅中讨论现代物理前沿的未知问题,许多人发表各自的看法,各种物理思想激烈碰撞。
  
  有些人甚至会吵的面红耳赤!
  
  但有意思的是,只要杨正宇说话,他们都会安静的听。
  
  很少有反驳的,大部分都是带着询问的语气去问。
  
  卓越虽然听不懂,但他还是用脑袋强行记忆下来,有些觉得很重要的,他就记到电脑上。
  
  第二周和第三周,所有科学家都根据各自研究的领域,分配到一个个小厅中。
  
  从第二周开始,卓越听起来就很轻松了,因为大部分都是自己听懂的知识。
  
  会议每天是从上午八点开,中午十二点结束,下午两点继续,晚上六点结束!
  
  但很多时候,大家中午都不休息,也不离开讨论的地方,就在现场吃,一边吃一边讨论。
  
  要不是这些人里年纪大的占大部分,晚上的时候他们会不到十二点不离开,所以一般晚上十点才散场。
  
  卓越很兴奋,与他们讨论一天,比他过去一周时间学到的知识还多。
  
  每次开完会回到酒店,他就将当天学到的东西复习一番,一直忙到临晨两点,然后洗个澡就睡下了。
  
  这让他感觉自己好像又回到高中时代。
  
  那时候的自己为了考一个好大学也是这么拼命。
  
  两周后的晚上!
  
  卓越坐在电脑前,电脑旁放着一个本子,上面写着许多公式和数字,还有一杯咖啡。
  
  他手中夹着笔,目露思索,心道:“所以说,流体的固壁附近的一薄层中的粘性很重要。”
  
  “而这就是边界层!”
  
  “在平板的前段部位,边界层总是呈层流状态,随着雷诺数的数值的增大,层流边界层将处于不稳定状态,并逐渐过渡为湍流边界层。”
  
  “当雷诺数增加到一定数值时,边界层则完全处于湍流状态。”
  
  “边界层由层流转变为湍流的现象被称作边界层转捩。”
  
  “雷诺数的计算公式是这样的。”
  
  说着卓越在电脑上打下公式。
  
  【reₓ=ρv∞x/μ.】
  
  “边界层从层流到湍流的流速范围是在5x10⁵~3x10⁶。”
  
  卓越笑道:“边界层解决了,下面是紊动机理。”
  
  他手放到鼠标上,找到自己这段时间整理的紊动机理知识,很快他就找到了。
  
  “紊动机理也是根据边界层来判定的,分别有边界层名义厚度的量级估计、边界层排挤厚度、动量损失厚度和能量损失厚度。”
  
  “首先是边界层厚度的量级估计……”
  
  他将计算的东西不断的打到电脑上。
  
  许久后,他道:“紊动机理弄好了,最后是边界层方程!”
  
  “根据我这段时间的研究,发现n-s方程不仅对湍流方程有帮助,对边界层方程同样有很大的帮助,甚至可以说是决定性帮助。”
  
  “如果没有n-s方程,那么边界层方程是无法求出来的。”
  
  看了眼时间,已经是临晨一点了,他双手使劲的搓了搓脸,然后端起咖啡喝了口。
  
  都说咖啡提神,卓越没感觉到,他只当作饮品喝。
  
  “二维定常n-s方程在一定情况下的简化可获得边界层方程。”
  
  说着他拿起笔在本子上写。
  
  【∂u/∂x+∂v/∂y=0连续性方程……】
  
  一个多小时后,他甩了甩手,叹息一声看着自己写的满满五张纸的东西。
  
  上面的公式和数字眼花缭乱,就算是那些物理系研究生看到都会双眼茫然。
  
  心中直呼看不懂。
  
  看了一眼时间,已经三点了,早就过了往常睡觉的时间。
  
  但此时他却一点困意都没有,精神很兴奋。
  
  “就差最后一步了,边界层方程就推导出来了。”
  
  说完他继续写。
  
  【通过对上述各项的量级分析和比较,略去无穷小量之后,方程简化为以下样式:
  
  u∂u/∂x+v∂u/∂y=-1/ρ∂p/∂x+v∂²u/∂y²
  
  ∂u/∂x+∂v/∂y=0∂p/∂y=0】
  
  “但是……”卓越皱眉,道:“此方程有很大的局限性,只适用于比较平坦的二元曲壁。”
  
  不管是在数学,还是在物理和自然科学的任何一个领域,都没有通用的方程。
  
  所以,不同的情况用不同的方程。
  
  卓越思考许久,又开始下笔写。
  
  【u∂u/∂x+v∂u/∂y=-1/ρdp/dx+∂/∂y[(v+εₗ)∂u/∂y]
  
  ∂u/∂x+∂v/∂y=0】
  
  “这是二维不可压缩湍流边界层的微分方程!”

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