单选题
附面层中摩擦阻力较小的是( )。
A
层流层
B
紊流层
C
附面层内层
D
附面层外层
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
附面层(边界层)内的流动状态主要分为层流和紊流(湍流)两种,它们对摩擦阻力的影响有显著差异:
1. **层流附面层(Laminar Boundary Layer)**:
* 在层流状态下,流体微团分层流动,互不混合。
* 速度梯度主要集中在靠近壁面的很薄区域内,远离壁面的区域速度变化平缓。
* 由于流体层之间没有剧烈的横向动量交换,且近壁面处的速度梯度相对较小(相比于紊流),因此产生的**表面摩擦阻力较小**。
2. **紊流附面层(Turbulent Boundary Layer)**:
* 在紊流状态下,流体微团发生剧烈的随机运动和混合。
* 这种混合使得高速流体更靠近壁面,导致壁面附近的**速度梯度非常大**。
* 根据牛顿内摩擦定律 $\tau = \mu \frac{du}{dy}$,壁面剪应力(即摩擦阻力)与速度梯度成正比。因此,紊流附面层产生的**表面摩擦阻力远大于层流附面层**。
**选项分析:**
* **A. 层流层**:流动平稳,速度梯度小,摩擦阻力小。符合题意。
* **B. 紊流层**:流动混乱,近壁面速度梯度大,摩擦阻力大。不符合题意。
* **C. 附面层内层** & **D. 附面层外层**:这是按位置划分,而非按流动状态划分。无论是层流还是紊流,都包含内层和外层(或过渡区)。且通常讨论摩擦阻力大小时,是对比“层流”与“紊流”这两种整体状态。
因此,附面层中摩擦阻力较小的是**层流层**。
**正确答案:A**
相关知识点:
层流层摩擦阻力小
题目纠错
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