学霸系科学家系统 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。

【Re?=ρV∞x/μ.】

“边界层从层流到湍流的流速范围是在5x10?～3x10?。”

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 ε?)?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！”

“还有最后一种方程，这三种方程是边界层所有情况下用到的方程。”

说完他继续写。

【∫???/?x[u(U-u)]dy dU/dx∫??(U-u)dy=l?/ρ

……

dδ?/dx (2 H)δ?/UdU/dx=C?/2

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