Толщина пограничного слоя

Течение жидкости в пограничном слое может быть ламинарным или турбулентным. При ламинарном течении наблюдается упорядоченное движение жидкости параллельными слоями (слоистое течение) без их перемешивания. Турбулентное течение сопровождается беспорядочным движением частиц (не молекул) жидкости, приводящим к поперечному перемешиванию вязкой среды и к пульсации параметров течения.

Формула Ньютона для силы внутреннего трения при ламинарном течении показывает, что внутри пограничного слоя и в следе за телом, где градиенты скорости значительны, силой внутреннего трения пренебрегать нельзя, и среду, движущуюся внутри этих областей, следует считать вязкой даже при малых значениях коэффициента вязкости.

Во внешнем потоке вне пограничного слоя скорость при удалении от поверхности тела изменяется чрезвычайно медленно. Влияние вязкости здесь пренебрежимо мало, и, следовательно, можно считать, что движение подчиняется законам течения идеальной невязкой жидкости. Изучать движение среды в этой области можно с помощью уравнений Эйлера.

Для исследования движения жидкости в областях с большими градиентами скорости необходимо использовать уравнения Навье–Стокса. Благодаря малой толщине пограничного слоя дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости значительно упрощаются.

При удалении от поверхности тела скорость течения увеличивается и асимптотически приближается к поэтому толщина пограничного слоя величина достаточно условная.

Обычно за толщину пограничного слоя в данной точке поверхности принимают расстояние от тела до такой точки, в которой действительная скорость потока отличается от скорости в потенциальном течении на 1 %: