如何根据流线判断流动的分离与再附着(separation and reattachment)

在物体表面处减速了的摩擦层可能形成自由间断面或漩涡。如果外流因流动方向上的压强降落(称为顺压力梯度)而加速,则在摩擦层中的流体质点也会在流动方向上加速,因而在整个边界层中流动都沿物体表面保持其方向。另一方面,假如压强降落是发生在流动相反方向上(称为逆压梯度),则外流被减速,摩擦层中运动较缓慢的流体质点将更进一步减速,如果这一减速足够大,流动就会从壁面分离而出现回流区。
分离点是指壁面上垂直于壁面、速度梯度为零的点,该点壁面剪应力变为零。
图1,圆柱绕流。


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图2,立方体扰流,z=0.003h,h为建筑高度,
1.分离点,鞍点Sb,流动分离线Sa形成了马蹄状涡的两腿,马蹄涡内部的收敛-发散流线显示了马蹄涡的迹线,并描述了马蹄涡的分离程度。

  1. 立方体的侧边和顶部的流动分离形成了一个复杂的双侧涡结构(标记E),如图3所示。
  2. 靠近地面的存在一对反向旋转涡旋(标记B),旋转流区显示出拱形涡的足迹。
  3. 在立方体的尾部,在顶部前缘分离的剪切层在大约x=1.5h处重新附着到后面的面(标记为C)。


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    图3,图4,三维流线图


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