وبلاگ

 تئوری لایه مرزی، کاربرد خود را بیشتر در محاسبه دراگ پوسته ای به نمایش میگذارد که بر روی یک
جسم متحرک درون یک مایع اثر می گذارد. به عنوان چند مثال، میتوان به پدیده دراگ آزمایش شده
توسط یک صفحه مسطح در زاویه برخورد صفر، پدیده دراگ درون یک کشتی، یا بال یک هواپیما، و یا
درون تیغه های یک توربین اشاره نمود. جریان لایه مرزی، دارای رفتارهای ویژه ای است که تحت شرایط
خاص، جریان در همسایگی بسیار نزدیک به جسم جامد در جهت مخالف ادامه می یابد، که باعث جدائی
لایه مرزی از بدنه جسم میشود. این پدیده، معمولا همراه با شکل دهی به جریانهای گردابی کوچک در

همسایگی بدنه جسم جامد است. بنابراین، توزیع فشار تغییر می یابد و بطور قابل توجهی با توزیع فشار در
حالتی که اصطکاک وجود ندارد، متفاوت است. این انحراف از حالت ایده آل در توزیع فشار، باعث ایجاد
حالت دراگ میشود، و محاسبه آن توسط تئوری لایه مرزی قابل انجام است.
 تئوری لایه مرزی پاسخهای مناسبی برای سوال زیر بدست آورده است: جسم جامد باید دارای چه شکلی
باشد تا حالت جدائی رخ ندهد؟ پدیده جدائی میتواند همچنین در یک جریان داخلی موجود در یک کانال
رخ دهد و تنها محدود به جریانهای خارجی سیال عبوری از روی یک جسم جامد نمی شود. همچنین مسائل
مربوط به انتقال گرما بین یک جسم جامد و سیالی که در اطراف آن در جریان است، در حیطه تئوری لایه
مرزی، و قوانین حاکم بر پدیده های مکش و دمش و دراگ، قابل بررسی است.
 در ابتدا، تئوری لایه مرزی برای بررسی حالت جریان آرام در یک سیال تراکم ناپذیر توسعه یافت. در این
حالت، فرضیه پدیده شناسی برای تنش برشی، از قبل به شکل قانون استوکس وجود دارد. این قانون آنچنان
مورد آزمایش، بررسی و توسعه قرار گرفت که اکنون میتوان مسائل وابسته به جریانهای آرام را بطور کامل از
طریق این قانون و توسعه های آن بررسی و حل نمود. بعدها این قانون آنچنان توسعه یافت که بتواند حالات
جریانهای درهم با لایه های مرزی تراکم ناپذیر را نیز در بر گیرد، که اینگونه مسائل، از دیدگاه کاربردی
دارای اهمیت بیشتری هستند. تئوری طول اختلاط پراندتل در سال 1925 به همراه آزمایشات متعدی که
انجام گرفت، پیشرفت بزرگی در حل مسائل وابسته به جریانهای درهم در تئوری لایه مرزی بوجود آورد. در
زمانهای بعد، تمرکز آزمایشها و تحقیقات در لایه مرزی، بیشتر بر روی جریانهای تراکم پذیر بوده است، که
بخش بزرگی از انگیـزه موجود در پشت این تحقیقات، نیاز برای دست یابی به سرعتهای بسیار بالا در
هواپیماهای مافوق صوت، و در سیستمهای موشکی، و ماهواره ها بوده است. بعلاوه، در لایه های مرزی
سرعتی فوق، مسئله ایجاد لایه مرزی گرمائی و اثرات شدید آن بر انتقال گرمای بین جسم جامد و سیال در
حال جریان اطراف آن، مطرح است. در سرعتهای بالای اعداد ماخ، سطح بدنه جسم جامد دارای دمای فوق
العاده بالایی می گردد که بعلت وجود اثر گرمای اصطکاکی(حصار گرمائی) میباشد.