邊界層英文解釋翻譯、邊界層的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 boundary layer
【化】 boundary layer; interfacial layer

例句：

氣流分離移動的流線型的軀體上流體邊界層上的分隔物，如飛機的機翼，在平滑的流體流動中會引起故障和湍流
A separation in the boundary layer of fluid about a moving streamlined body, such as the wing of an airplane, causing a breakdown in the smooth flow of fluid and resulting in turbulence.

分詞翻譯：

邊的英語翻譯：

brim; rim; side
【化】 edge
【醫】 brim; fringe; rim

界層的英語翻譯：

【醫】 border layer

專業解析

邊界層（Boundary Layer）是流體力學中的核心概念，指靠近固體表面的一層薄流體區域，其内部流速從零（無滑移條件）逐漸增加到外部自由流速的99%。這一理論由德國物理學家路德維希·普朗特（Ludwig Prandtl）于1904年首次提出，為解決黏性流體與固體相互作用的複雜問題提供了簡化模型。

1. 物理定義與數學描述

邊界層的厚度通常定義為從表面到流速達到自由流速99%處的垂直距離，其數學表達基于普朗特邊界層方程：

$$ rho left( u frac{partial u}{partial x} + v frac{partial u}{partial y} right) = -frac{partial p}{partial x} + mu frac{partial u}{partial y} $$

其中$rho$為流體密度，$mu$為動力黏度，$u$和$v$分别為橫向和法向速度分量。

2. 分類與特性

層流邊界層：流體分層平滑流動，黏性力主導（如低速水流經平闆）。
湍流邊界層：流體呈現不規則渦旋，慣性力顯著（如高速飛機機翼表面）。
過渡區：介于層流與湍流之間的不穩定狀态。

3. 應用領域

航空航天：優化飛機機翼設計以減少阻力（來源：《空氣動力學基礎》，John D. Anderson）。
氣象學：模拟地表風場對大氣環流的影響（來源：美國國家氣象局技術文檔）。
能源工程：提高風力渦輪機葉片效率（來源：《可再生能源系統流體力學》，H. Hassan）。

4. 研究意義

邊界層理論是流體力學、傳熱學及環境科學的共同基礎，其分離現象的解釋為控制流動失穩提供了關鍵依據（來源：《流體力學年鑒》期刊綜述）。

網絡擴展解釋

邊界層是流體力學中的核心概念，指高雷諾數流動中緊貼固體表面的粘性效應顯著的薄層區域。以下從定義、發展、特征及分類等方面進行綜合解釋：

1.定義與基本概念

邊界層由德國物理學家普朗特（Ludwig Prandtl）于1904年首次提出，描述流體繞物體流動時，在物體表面附近因粘性力作用形成的薄層。其特點是：

粘性主導：與主流區（外部流動）不同，邊界層内粘性力與慣性力量級相當。
速度梯度顯著：從固體表面（速度為零）到層外緣（約99%主流速度）存在極大速度梯度，厚度（δ）通常定義為速度達到主流99%處的垂直距離。
雷諾數相關：雷諾數越大，邊界層越薄。

2.曆史發展與理論完善

普朗特奠基：1904年提出邊界層概念，分離了無粘主流區與粘性主導區的流動。
關鍵進展：1908年勃拉修斯求解平闆邊界層方程，1921年卡門提出動量積分方程，推動理論實用化。

3.流動形态分類

邊界層内流動可分為兩種狀态：

層流邊界層：流體分層平滑流動，粘性力主導，穩定性高。
湍流邊界層：流體出現不規則渦旋，慣性力增強，混合更劇烈，常見于高雷諾數或流動下遊區域。

4.實際應用領域

航空航天：優化飛行器表面設計以減少摩擦阻力。
氣象學：研究大氣邊界層（厚度約0.2–1 km），分析地表與大氣間的能量交換。
工程傳熱：在換熱器設計中利用邊界層特性提高傳熱效率。

公式補充：邊界層厚度定義

主流速度為(v_infty)時，邊界層厚度δ滿足： $$ v_x(y=delta) = 0.99v_infty $$ 其中(v_x)為距表面高度(y)處的流向速度。

通過上述分析可見，邊界層理論不僅解決了高雷諾數流動的粘性效應簡化問題，還為多學科工程應用提供了理論基礎。