关于层流介绍

[拼音]：cengliu

[外文]：laminar flow

粘性流体的层状运动。在这种流动中，流体微团的轨迹没有太大的不规则脉动。相邻两层流体之间只有分子相互作用引起的动量交换。由于层流的粘性系数和相邻两层流体的相对速度不大，摩擦阻力相对于湍流来说就较小。因此，尽可能使流体保持层流状态常常是设计高速运输工具时应当考虑的问题之一。

经常遇见的层流现象有毛细管或多孔介质中的流动；轴承润滑膜中的流动；微小颗粒在粘性流体中运动时引起的流动；液体或气体流经物体表面附近形成的边界层中的流动等。

层流只出现在雷诺数 较小的情形中，即流体密度ρ、流体特征速度U和物体特征长度 L都很小，或者流体动力粘性系数 μ(见粘性)很大的情形中。当雷诺数值超过某一临界雷诺数Re时，层流因受扰动开始向不规则的湍流过渡，同时运动阻力急剧增大。临界雷诺数主要取决于流动形式。例如，对于圆管，Re≈2000，这里特征速度是圆管横截面上的平均速度，特征长度是圆管内径。

由于流体的层流运动远比湍流简单，层流问题研究得比较透彻，这种问题的精确解、近似解和数值解都比较多，而且其中的一些解和解法可以作为研究湍流问题的借鉴。层流稳定性的小扰动理论也相当成熟。对于层流过渡到湍流这一整个过程，已经积累了大量数据，但迄今还没有建立成熟的理论。最近，分岔理论等非线性理论有了重要发展。见边界层，润滑理论，流体运动稳定性。

参考书目

1. F.M.怀特著，魏中磊、甄思淼译：《粘性流体动力学》，机械工业出版社，北京，1982。（F.M.White，Viscous Fluid Flow，McGraw-Hill，New York，1974.）

参考文章

• 什么是紊流和层流？电能技术
• 层流与紊流各有什么流动特点？在汽水系统上常遇到哪一种流动？电能技术
• 什么叫层流？什么是紊流？电能技术
• 层流和紊流各有什么流动特点?在汽水系统上常遇到哪一种流动?测控技术
• 什么是层流?什么是紊流?测控技术