Clc chuong 8 lop bien

Flow past immersed body Dòng chuyển động qua cố thể -Lý thuyết lớp biên - Lực cản Lý thuyết lớp biên Tổng quan dòng chuyển động qua cố thể (external flow) Giới thiệu phương pháp nghiên cứu dịng ngoại lưu Phương pháp động lượng tính gần lớp biên Karman Lý thuyết lớp biên Prandtl Tổng quan chuyển động ngoại lưu Dòng chuyển động có ma sát ống: lớp biên hình thành từ thành ống, phát triển dọc theo chiều dài ống, hòa vào thành một, lớp biên chiếm tồn khơng gian ống Đối với dòng chuyển động ống, ảnh hưởng lực ma sát chủ đạo Dòng chuyển động bao quanh cố thể: - Ảnh hưởng lực ma sát (tính nhớt) quan trọng gần bề mặt cổ thể vùng hậu lưu cố thể lý thuyết lớp biên - Ảnh hưởng lực ma sát không đáng kể vùng không gian xa bề mặt cố thể dịng khơng ma sát (inviscid flow) Một số vấn đề thực tiễn dịng chuyển động ngoại lưu: - Khí động lực học (aerodynamics): máy bay, tên lửa - Thủy động lực học (hydrodynamics): tàu thuyền, tàu ngầm - Giao thông (transportation) : xe hơi, xe tải… - Năng lượng gió (wind engineering): nhà cao tầng, cầu đường, turbine gió… Dòng chuyển động qua cố thể - Lớp biên gì? Khi cố thể đặt dịng chuyển động đều, lớp biên mỏng hình thành sát bề mặt Do tính nhớt, phân bố vận tốc lớp biên khơng cịn dịng tự i.e biến thiên vận tốc lớp biên lớn Ngoài ra, dòng chuyển động tách khỏi bề mặt cố thể hình thành vết hậu lưu với cấu trúc xoáy b: điểm dừng c: điểm tách rời lớp biên Turbulent wake Vết hậu lưu sau hình trụ chuyển động rối Laminar wake Vết hậu lưu sau hình trụ chuyển động tầng Hiện tượng tách rời lớp biên Boundary Layer Separation  Flow control Phân bố vận tốc lớp biên Tách rời lớp biên Chuyển động ngược dốc áp suất Phương pháp nghiên cứu dòng qua cố thể Phương pháp tính tốn số CFD: nhờ vào phát triển máy tính, vi xử lý nhớ, nhiều mơ hình tính tốn thiết lập Đây phương pháp phổ biến Phương pháp thực nghiệm: phương pháp phổ biến nghiên cứu chuyển động ngoại lưu thông qua phương pháp phân tích thứ nguyên  Phương pháp giải tích – lý thuyết lớp biên Prandtl (1904): Ứng dụng phương trình Navier-Stokes cho lớp biên, dùng phép đơn giản hóa biến số không quan trọng để đưa hệ phương trình giải phù hợp với vùng khơng gian khơng nhớt bên ngồi