8第⼋章-边界层理论基础和绕流运动
第⼋章 边界层理论基础和绕流运动8—1 设有⼀静⽌光滑平板宽b ＝1m ，长L ＝1m ，顺流放置在均匀流u ＝1m/s 的⽔流中，如图所⽰，平板长边与⽔流⽅向⼀致，⽔温t ＝20℃。试按层流边界层求边界层厚度的最⼤值δmax 和平板两侧所受的总摩擦阻⼒F f 。
解：20℃⽔的运动粘度ν＝1.003?10-6 m 2/s 密度3998.2/kg m ρ=
6
11
9970091.00310ν-?=
=
=?L uL
Re 因为 56
310997009310?<=
按层流边界层计算。max 1/25.447
0.0055m Re L L δ===3f 1/2
1.46 1.4610-===?L C Re 2
2
3
998.2122 1.461011N 1.46N 22
f f
f u F C A ρ-?=== 8—2 设有极薄的静⽌正⽅形光滑平板，边长为a ，顺流按⽔平和铅垂⽅向分别置放于⼆维恒定均速u的⽔流中，试问：按层流边界层计算，平板两种置放分别所受的总摩擦阻⼒是否相等，为什么？
解：因为两种置放情况的物理模型和数学模型及其分析、推导所得计算公式是相同的，所以两种情况平板所受的总摩擦阻⼒相等。8—3 设有⼀静⽌光滑平板,如图所⽰,边长1m,上宽0.88m,下宽0.38m,顺流铅垂放置在均匀流速u =0.6m/s 的⽔流中，⽔温t=15℃。试求作⽤在平板两侧的总摩擦阻⼒F f 。注：若为层流边界层，C f 按式（8—24）计算。
解：由表1—1查得，15℃时⽔的密度ρ=999.13/kg m ，运动粘度ν=1.139×10-6m 2/s 。 ⾸先判别流态，计算平板上宽雷诺数
5
6
0.60.884635655101.13910ν
-?=
==
Re ，按层流边界层计算。 设z 轴铅垂向上,平板宽度x 为0.38+0.5z ，阻⼒系数C f 按式（8-24）计算,即
12
f 60.6(0.380.5)1.328 1.13910-
流体力学第八章答案
【篇一：流体力学第8、10、11章课后习题】
>一、主要内容
（一）边界层的基本概念与特征
1、基本概念：绕物体流动时物体壁面附近存在一个薄层，其内部存在着很大的速度梯度和漩涡，粘性影响不能忽略，我们把这一薄层称为边界层。
2、基本特征：
（1）与物体的长度相比，边界层的厚度很小；
（2）边界层内沿边界层厚度方向的速度变化非常急剧，即速度梯度很大； （3）边界层沿着流体流动的方向逐渐增厚；
（4）由于边界层很薄，因而可以近似地认为边界层中各截面上压强等于同一截面上边界层外边界上的压强；
（5）在边界层内粘性力和惯性力是同一数量级；
（6）边界层内流体的流动与管内流动一样，也可以有层流和紊流2种状态。 （二）层流边界层的微分方程（普朗特边界层方程）
??v?vy?2v1?p
?vy?????vx?x?y??x?y2????p
??0
?y?
??v?vy???0?x?y??
其边界条件为：在y?0处，vx?vy?0 在y??处，vx?v(x)
（三）边界层的厚度
从平板表面沿外法线到流速为主流99%的距离，称为边界层的厚度，以?表示。边界层的厚度?顺流逐渐加厚，因为边界的影响是随着边界的长度逐渐向流区内延伸的。
图8-1 平板边界层的厚度
1、位移厚度或排挤厚度?1
?1?
2、动量损失厚度?2
?vx1?
(v?v)dy?(1?)dy x??00vv
?2?
1
?v2 ?
?
?vx(v?vx)dy??
?
vxv
(1?x)dy vv
（四）边界层的动量积分关系式
??2???p
?vdy?v?vdy?????wdx xx??00?x?x?x
对于平板上的层流边界层，在整个边界层内每一点的压强都是相同的，即p?常数。这
样，边界层的动量积分关系式变为
?wd?2d?
vdy?vvdy?? x?x??00dxdx?
第八章 明渠流
《明渠流动》授课学时为6个学时，其中第一节、第二节为2个学时，第三节为2个学时。
基本要求：①了解明渠均匀流的特点、产生条件及影响因素。 ②能正确使用明渠均匀流的基本公式求解各类水力计算问题。
基本概念：⑴正常水深 ⑵正（顺）坡 ⑶倒（逆）坡 ⑷平坡 ⑸棱柱体明渠 ⑹允许流速 ⑺水力最佳断面
重点掌握：⒈均匀流的特点及产生条件 ⒉利用谢才公式进行明渠均匀流的水力计算。
第18次课 年 月 日
章 题目 第八章 明渠流动 方式 课堂
模块 实际工程典型流动板块 方法 重点内容学习法
单元 明渠流动 手段 多媒体
基本要求 熟悉各种明渠特点及典型计算，
重点 均匀流的特点及产生条件 难点 利用谢才公式进行明渠均匀流的水力计算。
内容拓展 Flash动画演示
参考教材 1、张也影. 流体力学. 北京：高等教育出版社，1999
2、徐文娟. 工程流体力学
3、禹华谦. 工程流体力学(水利学). 成都：西南交通大学出版社，1999
4、莫乃榕，《工程流体力学》，华中科技大学出版社，2000
5、程 军、赵毅山. 流体力学学习方法及解题指导. 上海：同济大学出版社，2004
作业 习题：8—2 思考题：8—5、8—6、8—7、
详细内容：
第一节 概述
明渠是一种人工修建或自然形成的渠槽，当液体通过渠槽而流动时，形成与大气相接触的自由表面，表面上各点压强均为大气压强。所以，这种渠槽中的水流称为明渠水流或无压流。输水渠道、无压隧洞、渡槽、涵洞以及天然河道中的水流都属于明渠水流。
当明渠中水流的运动要素不随时间而变时，称为明渠恒定流，否则称为明渠非恒定流。明渠恒定流中，如果流线是一簇平行直线，则水深、断面平均流速及流速分布均沿程不变，称为明渠恒定均匀流；如果流线不是平行直线，则称为明渠恒定非均匀流。
设想在产生均匀流动的明渠中取出一单位长度的流段进行分析。设此流段水体重量为G，周界的摩阻力为Ff，流段两端的动水压力各为P1、P2。从力学观点看，明渠均匀流是一种等速直线运动。则作用于流段上所有外力在流动方向的分力必相互平衡，即 P1+Gsinθ－P2－Ff＝0
第八章 数据流计算机结构
为了设计高性能的计算机系统结构,其中一个方法是突破冯·诺依曼型的结构,采用数据流执行方式而形成的数据流计算机。冯·诺依曼型计算机的基本特点是在程序计数器的集中控制下顺序地执行指令,因此是以控制流(control flow)方式工作的.美国MIT实验室的Jack Dennis 及其助手于1972年首先提出了数据流模型,并证明由此而设计的数据流计算机,其性能价格比高,较好的跟踪工艺技术进步的速度,能较方便地在应用领域中进行可编程应用.
第一节 数据流计算机的基本原理
传统的冯·诺依曼计算机与数据流计算机的工作原理根本不同,它是在中央控制器控制下顺序执行的,而数据流计算机是在数据的可用性控制下并行执行的.数据流计算机里没有指令计数器,其指令执行靠数据记号(数据令牌data token)的可用性来进行,也就是指令的执行由数据来驱动,把控制流变为数据流,数据流计算机里没有常规的变量概念,也就不存在共享数据单元的问题,程序顺序性仅是指令部内部数据相关性控制,也就是只要当操作所需要的数据可用时,即启动指令执行(异步性)和所有操作都具有函数性,即所有指令都可以任何次序并发执行.正是这些特性,数据流计算机可以使许多指令同时异步执行,预计隐含的并行度是很高的.
总之,数据流计算机当指令所需数据可用时,该指令即可执行.这说明指令的操作不受其他控制的约束.任何一条指令只要它所需要的数据齐全,且可用时都可以执行.数据流计算中没有变量的概念,也不设置状态,在指令间直接传送数据,因此操作结果不产生副作用,不改变机器的状态.从而具有纯函数的特点.由此可见数据流计算机,第一,对指令来说,摆脱了外界强加于它的控制,多条指令在数据可用性驱动下同时并行;第二,它可以直接支持函数语言,不仅有利于开发程序中各级的并发性,而且也有利于改善软件环境,提高软件的生产力.
第二节 数据流计算机的指令
一、数据流计算机的指令
